Teneriffa Süd Abflug
Image Mittels additiv gefertigter Kunststoffwerkzeuge können Tiefziehbauteile erstmals auch in sehr kleinen Stückzahlen wirtschaftlich hergestellt werden. Umformtechnik 23. März 2022 Während in der Großserienfertigung die Stückkosten dominieren, sind bei kleinen Stückzahlen die Werkzeugkosten der entscheidende Kostenfaktor. Diese können nun mittels additiver Fertigung erheblich gesenkt werden. Im Prototypenbau oder der Kleinserie kommen speziell auf den Stückzahlbereich angepasste Werkzeugtechnologien zum Einsatz. Prototyp-Produktion: Einzelstück oder Kleinserie. Während in der Großserienfertigung die Werkzeugaktivflächen aufwendig nachbearbeitet werden, um unter anderem die Verschleißbeständigkeit zu verbessern, ist die Oberflächenbearbeitung der Werkzeuge bei geringen Stückzahlen in der Regel nicht erforderlich. Um die Herstellung der Werkzeuge für Prototypenteile zusätzlich zu vereinfachen, kommen spezielle Werkstoffe und Fertigungsverfahren zum Einsatz. Diese beinhalten beispielsweise Gießsysteme aus niedrigschmelzenden Legierungen oder Kunststoffen, sowie das Fräsen von gut zerspanbaren Platten oder Blockmaterialien.
Beim Niedergehen des Stempels verringert sich das Volumen und der Druck im Medium sorgt dafür, dass sich das Blech an den Stempel anlegt. Weil bei diesem Umformverfahren die Reibung zwischen Blech und Ziehradius deutlich verringert wird, lassen sich mit dem hydromechanischen Tiefziehen erheblich höhere Ziehtiefen erreichen als mit dem konventionellen Tiefziehen. Durch das frühe Anlegen des Bleches an den Stempel reduziert sich die Gefahr der Bildung von Falten zweiter Ordnung stark. Das hydromechanische Tiefziehen eignet sich deshalb insbesondere zum Herstellen von Bauteilen, die beim konventionellen Tiefziehen bei Prozessebeginn große, nicht unterstützte Ringbereiche aufweisen, wie etwa konische Bauteile. Tiefziehen für komplexe Geometrien Konkrete Einsatzbereiche sind Bauteile, bei denen Designaspekte im Vordergrund stehen: Fahrzeugkarosserien, Badarmaturen oder komplexe Strukturbauteile für Leichtbauanwendungen. Schuler wagt den Blick in die Zukunft. "Die neuen Verfahren bieten auch Einsatzmöglichkeiten beim Rapid Prototyping von Formteilen, in der Serienfertigung von Nischenfahrzeugen oder bei der Produktion von Bauteilen mit komplexen Geometrien.
Auch wenn diese Verfahren im Vergleich zur Herstellung von Großserienwerkzeugen mit geringerem Aufwand verbunden sind, stellen diese aufgrund vieler teils manueller Bearbeitungsschritten einen hohen Kostentreiber für die Herstellung von Prototypentiefziehteilen dar. Tiefziehen auch bei kleinen Stückzahlen wirtschaftlich Die additiven Fertigungsverfahren haben in den vergangenen Jahren sowohl in Bezug auf die Anlagentechnik als auch hinsichtlich der verwendbaren Werkstoffe eine rasante Entwicklung hingelegt. Wesentliche Vorteile der additiven Fertigungsverfahren ist die Möglichkeit auch komplexe Geometrien ohne signifikanten Mehraufwand fertigen zu können, sowie die weitaus automatisierte und digitale Prozesskette, welche die Herstellung von Bauteilen direkt aus 3D-CAD-Daten ermöglicht. Die genannten Vorteile können auch für die Herstellung von Prototypenwerkzeugen in der Blechumformung gezielt genutzt werden. Am WZL der RWTH Aachen werden additiv gefertigte Kunststoffwerkzeuge erforscht, welche unter anderem auch für das Tiefziehen von Feinblech eingesetzt werden.