Dieser Beitrag befasst sich mit dem Verfahren der Innenhochdruck-Umformung (IHU). Diese Technologie hat sich in den letzten Jahren unter den konventionellen Umformverfahren etabliert und wird nun stetig weiterentwickelt. Es werden sowohl Ergebnisse von Grundlagenuntersuchungen vorgestellt, wie die Materialpru Èfung und die Reibzahlermittlung, als auch Erkenntnisse aus der Serienanwendung wiedergegeben, wie das materialsparende Dichten u Èber Formenden. This report covers the topic of Internal-High-Pressure-Forming. The paper provides an overview of this technology and shows the results of recent developments. This refers to basic investigations as well as industrial applications.
Einleitung
Bedingt durch die Verknappung und Verteuerung von Energie und Rohstoffen sowie wachsende Auflagen zum Umweltschutz ist die blechverarbeitende Industrie gezwungen, immer gro Èûeren Wert auf energie-und rohstoffsparende Fertigungsverfahren zu legen. Des weiteren mu Èssen zur Sicherung lohnintensiver Wirtschaftsstandorte neue Wege eingeschlagen werden [1].
Neben dem Einsatz alternativer Werkstoffe wird hierzu der Einsatz moderner Fertigungstechnologien notwendig, die eine optimale Ausnutzung des Werkstoffs bezu Èglich der vorliegenden Belastungen ermo Èglichen.
Ein Verfahren, das bereits in vielen Anwendungsfa Èllen gezeigt hat, daû es die genannten Kriterien erfu Èllt, ist das Innenhochdruck-Umformen (IHU) von Hohlprofilen. Mit Hilfe dieser Technologie lassen sich komplexe Geometrien erzeugen, welche durch herko Èmmliche Fertigungsverfahren entweder u Èberhaupt nicht oder erst durch viele Folgeschritte hergestellt werden ko Ènnen.
Lange Zeit blieb das Innenhochdruck-Umformen aufgrund seiner relativ komplexen Anlagentechnik den Spezialanwendungen vorbehalten. Erst als die entsprechenden maschinentechnischen Randbedingungen hinreichend gut erfu Èllt werden konnten, kam es in den sechziger Jahren zu einem zunehmenden Einsatz dieser Technologie auch in der Serienfertigung. Hergestellt wurden hierbei vor allem T-Fittinge.
Der groûserientechnische Durchbruch gelang dem IHU-Verfahren erst in den 90er Jahren. Treibende Kraft dieser Entwicklung war die Automobilbranche. Wa Èhrend dieses Verfahren vor einigen Jahren hauptsa Èchlich fu Èr kleinere Bauteile im Abgassektor und Sanita Èrbereich eingesetzt wurde, haben sich bis heute groûe Bauteile in den Bereichen Fahrwerk und Chassis/Karosserie in der Automobilindustrie durchgesetzt.
Zunehmend gewinnt, ausgehend von der Innenhochdruck-Umformung von Rohren, nun auch die Innenhochdruck-Umformung von Aluminium-Strangpressprofilen an Bedeutung. Noch im Forschungs-und Entwicklungsstadium befindet sich die Auûenhochdruck-Umformung und die Kombination von Auûen-und Innenhochdruck-Umformung.
Neben dieser Methode der Druckspannungsu Èberlagerung werden ebenfalls im Entwicklungsstadium befindliche Verfahren der Warmumformung angewendet, um die erreichbaren Umformgrade deutlich zu erho Èhen.
Fu Èr die zuku Ènftige Weiterentwicklung der Verfahren der Hydroumformung von Rohren, Profilen und Blechen sind Optimierungen der Werkzeug-und Pressentechniken anzustreben.
Auch Verbesserungen des Reibungs-und Verschleiûverhaltens sowie der Dichtungssysteme sind weiterhin wesentliche Zielsetzungen. In Zukunft scheint die Integration von Loch-, Beschneide-und Fu Ègeoperationen in den Hydro-Umformprozess von besonderem Interesse zu sein.
Ebenfalls von groûer Bedeutung fu Èr den zuku Ènftigen Einsatz der Verfahren der Innenhochdruck-Umformung in der industriellen Fertigung ist die mo Èglichst sichere Prozesssimulation mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode. Hier haben sich in den vergangenen Jahren entscheidende Fortschritte ergeben, so daû heute kommerzielle FEM-Programme nicht nur in der Forschung, sondern auch in der Industrie eingesetzt werden.