Allgemeines über Warmumformung
Die Warmumformung von Materialien beispielsweise Stahl findet oberhalb der Austenitisierungstemperatur statt, eine kritische Schwelle, bei der die Platine vollständig rekristallisiert. Diese Temperatur liegt in der Regel bei etwa 900 °C. In diesem Prozess durchläuft das Materialgefüge signifikante Veränderungen: Die Härte verringert sich, während die Umformbarkeit deutlich zunimmt. Der Widerstand, den ein Material der Warmumformung entgegensetzt, hängt jedoch nicht ausschließlich von der Temperatur ab. Andere entscheidende Faktoren schließen die Umformgeschwindigkeit, die gesamte Gefügestruktur sowie die verwendeten Legierungselemente mit ein.
Ein allgemeiner Vorteil der Warmumformung ist die minimale Rückfederung und die niedrigen Umformkräfte, die geringe Eigenspannungen ermöglichen und somit die Fertigung äußerst komplexer Bauteile zulassen. Ein potenzieller Nachteil ist jedoch die Bildung von Zunder bei unbeschichteten Stählen, die durch die Reaktion von Sauerstoff mit dem Eisen entsteht.
Direkte Warmumformung
Die direkte Warmumformung stellt in zahlreichen Automotive-Presswerken das bevorzugte Verfahren für die Herstellung von Stahlbauteilen dar. Bei diesem Prozess wird die Formplatine zunächst in einem Ofen, wie beispielsweise einem Durchlaufofen, auf die Austenitisierungstemperatur vorgewärmt. Anschließend wird sie direkt, unter Minimierung der Transferzeit, in einer Umformpresse im Werkzeug geformt. Der erste Schritt im Warmumformwerkzeug besteht aus der Umformung der Platine. Durch ein anschließendes kurzzeitiges Halten in der Matrize wird diese abgekühlt. Nach diesem Schritt wird die Platine aus dem Werkzeug entnommen, wobei sie vollständig gehärtet und formstabil ist. Die direkte Warmumformung ermöglicht keine Zinkbeschichtung und erfordert zudem einen Laserbeschnitt des Bauteils nach der Umformung.
Indirekte Warmumformung
Die indirekte Warmumformung findet in der Automobilindustrie nicht so häufig Verwendung wie die direkte Methode. Im Gegensatz zur direkten Methode beinhaltet die indirekte Warmumformung den Einsatz von Zwischenwerkzeugen, um die Formplatine bereits vor der Erwärmung in die gewünschte Form zu bringen. Dieser erste Step wird als Primärumformung bezeichnet. Erst danach wird das Material erhitzt und dann wie bei der direkten Warmumformung umgeformt und abgekühlt. Der Zwischenschritt der Primärumformung ermögicht höhere Umformgrade bei weniger Bauteilverzug, daher wird die indirekte Warumformung häufig eingesetzt, wenn es um die Produktion von äußerst komplexen und präzisen Bauteilen geht. Die Vorteile der indirekten Methode umfassen den Fertigbeschnitt vor der Härtung sowie die Möglichkeit der Vollverzinkung des Materials. Demgegenüber stehen jedoch höhere Produktionskosten und längere Zykluszeiten, bedingt durch den zusätzlichen Umformschritt.
Fazit
Die direkte und indirekte Warmumformung sind zwei wichtige Methoden in der Metallverarbeitungsindustrie. Beide Methoden haben ihre eigenen Vorzüge und Anwendungsbereiche. Die Wahl zwischen direkter und indirekter Warmumformung hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie der Komplexität der gewünschten Form, den mechanischen Eigenschaften des Metalls und den wirtschaftlichen Aspekten der Produktion. Ingenieure und Hersteller treffen ihre Entscheidungen basierend auf diesen Faktoren, um die besten Ergebnisse zu erzielen und die Anforderungen ihrer spezifischen Anwendungen zu erfüllen. Die Warmumformung ermöglicht insgesamt die Herstellung hochwertiger Bauteile und spielt eine entscheidende Rolle in vielen Industriezweigen.
