Fraunhofer-Gesellschaft
Im Rahmen des Projekts „HiperFormTool“ wurde untersucht, wie die Zykluszeit beim Presshärten durch additiv gefertigte, aktive Werkzeugkomponenten signifikant gesenkt werden kann. Das thermische Verhalten der Werkzeuge und der Umformprozesse wurde für verschiedene Kühlkanalgeometrien simuliert.
Auf Basis der Simulationsergebnisse und unter Nutzung der geometrischen Freiheiten des Laserstrahlschmelzens wurde ein innovatives, konturnahes Kühlsystem abgeleitet. Zudem wurde im Vorhaben ein Konzept zur Sensorintegration entwickelt und validiert.
Die entwickelte Werkzeugtemperierung erlaubt eine Reduzierung der Haltezeit im Presshärtprozess um 70% bei gleicher Genauigkeit und Härte der Bauteile. Das in den Werkzeugstempel integrierte Thermoelement erlaubt die genaue Dokumentation des Temperatur-verlaufs. Beim Projektpartner wurden mit dem Werkzeug mehr als 1.500 Bauteile umgeformt und dabei ca. 3 Stunden Fertigungszeit eingespart.
Technische Daten:
- Additives Fertigungsverfahren: Laserstrahlschmelzen
- Material: 1.2709 (X3NiCoMoTi18-9-5)
- Äußere Abmessungen (generative Funktionsgeometrie):
Ø 129 x 43 mm³ (Stempel)
Ø 132 x 14 mm³ (Niederhalter)
200 x 200 x 43 mm³ (Matrize)
Projekt:
ERANET-Verbundprojekt MANUNET-HiperFormTool: Hochleistungswerkzeuge für die Blechumformung (BMBF-Förderkennzeichen 02PN2000)
Publikation:
Gebauer, M.; Müller, B.; Spierings, A.; Stoll, P.; Polster, S.; Feld, T.; Klinger, M.; Zurbrügg, A.: High Performance sheet metal Forming Tooling by additive manufacturing. 6th International Conference on Additive Technologies iCAT 2016, Nürnberg, 29. - 30. November 2016
- „Gute Poren – Erwünschte Porosität in SLM-Werkstücken“; Rapid.Tech 2015, Erfurt (D); http://www.rtejournal.de/ausgabe12/4241
- „SLM Processability of 14 Ni (200 Grade) Maraging Steel“; Fraunhofer Direct Digital Manufacturing Conference (DDMC), 2016, Berlin (D); http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0026065716301035
- „Porosität durch AM genau steuern”; Technische Rundschau (CH), Ausgabe 05/2016; http://www.technische-rundschau.ch/archiv/2016/5/porosita-t-durch-am-genau-steuern_56165
- „Hohe Ziele im Verbund”; BLECH (D), Ausgabe 6/2016
- „Hochleistungswerkzeuge für die Blechumformung mittels Laserstrahlschmelzen“; Rapid.Tech –
International Trade Show & Conference for Additive Manufacturing Proceedings of the 14th Rapid.Tech Conference, Erfurt (D); 20 – 22 June 2017
Kontakt:
Fraunhofer IWU, Mathias Gebauer, mathias.gebauer@iwu.fraunhofer.de, +49 351 4772 2151