{"id":13511,"date":"2021-04-13T19:30:26","date_gmt":"2021-04-13T19:30:26","guid":{"rendered":"https:\/\/macrodynepress.com\/hydraulische-pressen-fuer-superplastische-umformung-spf\/"},"modified":"2025-08-01T10:35:26","modified_gmt":"2025-08-01T10:35:26","slug":"hydraulische-pressen-fuer-superplastische-umformung-spf","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/macrodynepress.com\/de\/hydraulische-pressen-fuer-superplastische-umformung-spf\/","title":{"rendered":"Hydraulische Pressen f\u00fcr superplastische Umformung (SPF)"},"content":{"rendered":"\t\t
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Einf\u00fchrung <\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Superplastizit\u00e4t ist eine Eigenschaft von Metallen oder Metalllegierungen, die bei hohen Temperaturen formbarer werden. Aufgrund dieser Eigenschaft k\u00f6nnen Legierungen in viel gr\u00f6\u00dfere Dimensionen gestreckt werden, wodurch hochfeste Leichtbauteile mit komplexen Geometrien entstehen.<\/p>

Beim Superplastic Forming (SPF)-Verfahren werden Bleche in einem Vakuumsystem Inertgasen wie Argon (extrem rein) ausgesetzt. Das Gas wird gleichm\u00e4\u00dfig \u00fcber den Hohlraum der Matrize auf das Blech aufgebracht. Das Material wird \u00fcber Formen geformt, um die erforderlichen Teile herzustellen, einschlie\u00dflich dreidimensionaler Strukturen wie Hohl- oder Wabenstrukturen. Variable Gasdr\u00fccke werden verwendet, um sicherzustellen, dass die gew\u00fcnschte Dicke erreicht wird.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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400 Tonnen superplastische Formpresse<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Superplastische Umformpressen<\/h4>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Erfahren Sie mehr \u00fcber kundenspezifische Macrodyne Superplastic Forming Pressen<\/span><\/h4>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Materialien und Anwendungen<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Superplastizit\u00e4t findet sich in verschiedenen Materialien, einschlie\u00dflich Metallen und Legierungen, Keramiken, metallischen Massengl\u00e4sern und geologischen Materialien. Aluminium wird bei Temperaturen \u00fcber 500 Grad Celsius superplastisch und Titan bei Temperaturen \u00fcber 900 Grad Celsius. Au\u00dferdem kommen neue Legierungen auf den Markt, die auch bei niedrigeren Temperaturen Superplastizit\u00e4t aufweisen.<\/p>

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Materialien wie diese erm\u00f6glichen d\u00fcnnere Bleche, verbessern sowohl die Lebensdauer der Formen als auch der Teile und reduzieren das Gewicht und die Kosten der Komponenten. Im Vergleich zu herk\u00f6mmlichen Umformverfahren bietet SPF Materialeinsparungen (> 10%), reduzierte Werkzeugkosten (> 20%), k\u00fcrzere Vorlaufzeiten und verbesserte Teilefestigkeit.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Einer der wichtigsten Vorteile von SPF ist die F\u00e4higkeit, gr\u00f6\u00dfere, st\u00e4rkere und leichtere Teile als eine herk\u00f6mmliche Presse mit weniger Verbindungen und Schwei\u00dfn\u00e4hten herzustellen. Dies liegt zum Teil an einem besonderen (und geheimen) Laminatmaterial, das dabei verwendet wird, wie es beispielsweise bei der Herstellung von D\u00fcsentriebwerken verwendet wird.<\/p>

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Das hohe Festigkeits-Gewichts-Verh\u00e4ltnis und die Korrosionsbest\u00e4ndigkeit von SPF-Komponenten machen sie ideal f\u00fcr Anwendungen in der Luft- und Raumfahrtindustrie. SPF-Pressen werden f\u00fcr einige der weltweit umfangreichsten Verkehrsflugzeugprogramme zur Herstellung von Fl\u00fcgelteilen, Triebwerksgeh\u00e4usen, Bl\u00e4ttern und Rudern verwendet. SPF wird auch f\u00fcr Automobilkomponenten, medizinische Ger\u00e4te, Architekturplatten und sogar Golfschl\u00e4gerk\u00f6pfe verwendet. <\/p>

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Ein Beispiel f\u00fcr SPF im Einsatz in der Luft- und Raumfahrtindustrie wird von f\u00fchrenden Herstellern f\u00fcr die Luftfahrt, Raumfahrt und Verteidigung verwendet, wo als Alternative eine Ti-6AI-4V-Legierung verwendet wurde, um einen Gondel-Mitteltr\u00e4gerrahmen in einem einzigen Bauteil herzustellen auf die zuvor erforderlichen acht Elemente und 96 Befestigungselemente \u2013 sowohl unter Verwendung von SPF als auch durch Diffusionsschwei\u00dfen \u2013 f\u00fchrte zu einer Kosteneinsparung von 55 Prozent und einer Gewichtseinsparung von 33 Prozent.<\/p>

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Diffusionsbonden ist ein weiteres umweltfreundlicheres Verfahren, das in der Nuklear- und Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet wird, um mehrere Platten in einer Vakuum- oder Inertgasumgebung miteinander zu verbinden. Der Festk\u00f6rper-Diffusionsprozess erm\u00f6glicht es den Molek\u00fclen der Bleche, sich bei hohen Temperaturen und hohem Druck zu integrieren, w\u00e4hrend die meisten inh\u00e4renten Eigenschaften der einzelnen Metalle oder Legierungen erhalten bleiben.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Festlegen von Prozessparametern<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Der SPF-Prozess ist sehr ausgepr\u00e4gt und erfordert lange Zykluszeiten bei extrem hohen Temperaturen. Die durchschnittliche Zeit f\u00fcr die Herstellung eines Teils bei Temperaturen zwischen 930 und 970 Grad Celsius betr\u00e4gt etwa 7 Stunden.<\/p>

Eine langsame Umformgeschwindigkeit macht das Verfahren ideal f\u00fcr Anwendungen in der Kleinserienfertigung, obwohl dies einer der Nachteile von SPF ist. Gl\u00fccklicherweise haben Fortschritte in der Prozesstechnologie einem schnelleren Durchsatz und verbesserten Zykluszeiten Platz gemacht, was SPF f\u00fcr Anwendungen mit hohem Volumen, wie sie in Automobilanwendungen verwendet werden, wettbewerbsf\u00e4higer macht.<\/p>

Die folgende Tabelle verallgemeinert einige der Prozessparameter von SPF:<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Parameterbereich<\/strong><\/td> _<\/strong><\/td><\/tr>
Typische Tonnage<\/td> 50 \u2013 800 Tonnen<\/td><\/tr>
Typische Bettgr\u00f6\u00dfe<\/td> 60 x 40 Zoll bis 120 Zoll bis 80 Zoll<\/td><\/tr>
Typischer Pressdruck<\/td> 500 \u2013 1000 psi<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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600 Tonnen superplastische Formpresse<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Beispiel<\/em> :<\/p>

Die Tonnagespezifikationen von SPF-Pressen h\u00e4ngen von der Gr\u00f6\u00dfe des Werkzeugs und des Bauteils ab. Die Pressen sind praktisch Klemmmechanismen, und die Geschwindigkeiten sind nicht die gleichen wie im normalen Pressenbetrieb. Abgesehen von einem Druck von 500 psi, der zum \u00d6ffnen der Presse erforderlich ist, muss die Tonnage h\u00f6her sein, um die richtige Klemmwirkung zu erzielen.<\/p>

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Wenn das Teil 50 x 30 Zoll gro\u00df ist, betr\u00e4gt die Teilfl\u00e4che 1.500 Quadratzoll. Nehmen Sie diese 1500 Quadratzoll und multiplizieren Sie sie mit dem Druck: 500 psi w\u00fcrden 750.000 Pfund Kraft (oder 375 Tonnen) entsprechen. Idealerweise sollte die Pressentonnage 450 bis 500 Tonnen betragen, mit einer schnellen Schlie\u00dfgeschwindigkeit von etwa 50 Zoll pro Minute, einer schnellen R\u00fcckkehr von 50 Zoll pro Minute und einem Pressen von 1 bis 5 Zoll pro Minute.<\/p>

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Es ist unbedingt darauf zu achten, dass die Materialien \u00fcber den gesamten Plattenbereich eine gleichm\u00e4\u00dfige Dicke aufweisen, um eine gleichm\u00e4\u00dfige Zugfestigkeit zu gew\u00e4hrleisten. Der Prozess muss auch die Auswirkungen der R\u00fcckfederung ber\u00fccksichtigen, die auftritt, wenn der Druck w\u00e4hrend des Produktionsprozesses abgebaut wird.<\/p>

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Ebenso kann Fressen auftreten, wenn Reibung und Adh\u00e4sion vorhanden sind, was zu \u00f6rtlicher Rauheit und anderen Oberfl\u00e4chenfehlern f\u00fchrt. Dies gilt insbesondere f\u00fcr Aluminium, wenn es in einen superplastischen Zustand erhitzt wird und Druckkr\u00e4ften ausgesetzt ist. Um zu verhindern, dass das Zwischenmaterial an der Form anhaftet, was zu Schwankungen im Materialfluss beim Strecken f\u00fchrt, verwenden Sie Hochtemperaturschmierung, um die Reibung zu begrenzen und das Risiko von Fressen zu mindern.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Hydraulisches SPF-Pressendesign<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Eine speziell f\u00fcr eine SPF-Anwendung entwickelte hydraulische Presse ist das Herzst\u00fcck jedes SPF-Vorgangs. Mehrere wichtige SPF-Pressefunktionen haben Auswirkungen auf die Prozessergebnisse:<\/p>