Optimiertes Verfahren zum Umformen von „Tailored Blanks“ (Blechplatinen)

Mit diesem Verfahren lassen sich Blechplatinen mit Bereichen unterschiedlicher Dicke kostengünstig umformen. Eine Dickenausgleichsauflage sorgt für ein gleichmäßiges Einwirken der Umformwerkzeuge.

Die Erfindung (siehe Bild 1a,  2) beschreibt ein Verfahren zum Umformen sog. „Tailored Blanks“, also Blechplatinen (1) mit maßgeschneiderten Eigenschaften in verschiedenen lokalen Flächenbereichen, die mindestens einen ersten Flächenabschnitt mit einer höheren Blechdicke (2) und einen zweiten Flächenabschnitt mit einer geringeren (4) Blechdicke aufweist. Das Umformen erfolgt zwischen zwei an gegenüberliegenden Seiten der Blechplatine (1) einwirkenden Umformwerkzeughälften (5, 8). Die Erfindung betrifft außerdem eine zugehörige Dickenausgleichsauflage (3).

Derzeit werden aufwendige Werkzeugkonzepte benutzt, bei denen z. B. die Schweißnaht abgeklemmt wird oder mittels geteilter Werkzeuge, bei denen die unterschiedlichen Blechdicken mit unterschiedlichen Werkzeugen bearbeitet werden. Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung von Opferblechen, die den Dickenunterschied an den dünneren Teilen des „Tailored Blanks“ ausgleichen. Diese Beibleche werden mit umgeformt und nur einmal verwendet. Anschließend werden sie entsorgt. Somit ist diese Lösung aus ökologischen und ökonomischen Gründen zwar für Prototypen und Kleinstserien geeignet, nicht jedoch für die Großserie.

Das Beiblech (Opferblech), wird hier durch verschiedene Kunststoffmaterialien ersetzt (3). Es wird ein elastischer oder leicht recycelbarer Werkstoff (Beilage) wie Elastomer, Gummi, Knet, Thermoplast, etc. aufgebracht, welche wie das Opferblech, die niedrigere Blechdicke (d, 4) näherungsweise auf die Blechdicke des dicksten Blechabschnitts (D, 2)  ergänzt (Bild 1a, 2a oder 2b). Die Beilage (3) kann nach dem Verformungsprozess – anders als das Opferblech – direkt oder nach Aufarbeitung weiterverwendet werden.
Prozessablauf: Bild 1a / Die umzuformende Blechplatine (1) wird zwischen die zwei Umformwerkzeughälften (5, 8) eingelegt. Eine Dickenausgleichsauflage (3) wird auf die Blechplatine (1) aufgelegt. Bild 1b / Umformen der Blechplatine zusammen mit der Dickenausgleichsauflage (3) durch Bewegen wenigstens einer der Umformwerkzeughälften (5, 8). Bild 1c / Prozessende.
(6/ Schweißnaht; 7/ Spannrahmen; 10/ Bewegungsrichtung Stempel (5); 9/ Verschiedene Übergangsabschnitte).

• Die Umformbarkeit von „Tailored Blanks“ mit unterschiedlichen Blechdicken wird optimiert
• Keine Faltenbildung
• Die Benutzung von aufwendigen Umformwerk-zeugen entfällt
• Bei Änderung der Lage der Schweißnaht ist keine Anpassung der Umformwerkzeuge notwendig
• Opferblech-Entsorgung entfällt. Die Beilage (3) wird nach Verformungsprozess weiterverwendet
• Somit Beschleunigte Produktentwicklungszyklen und Kostensenkung

Optimierung von Umformtechnik in der Automobilindustrie und weiteren Bereichen.

F. Panzer, M. Werz, P.L. Nguyen, M. Schneider, S. Weihe und M. Liewald: „Ressourcenschonende Mischschweißverbindungen für Hochleistungs-Leichtbauverbunde“, Abschlussbericht, Universität Stuttgart, 2018, http://dx.doi.org/10.18419/opus-10364

P. L. Nguyen, M. Liewald: „Tiefziehen von Tailored Blanks für die Hybridbauweise”, wt Werk-statttechnik online, vol. 10/2017, 2017.