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19. Juli 2017

HYDROFORMING-VERFAHREN

BUSSE Design+Engineering berichtet immer wieder über neue Verfahren und solche die weiterentwickelt wurden. Von steigender Relevanz ist das Hydroforming für die Produktentwicklung, vor allen Dingen durch die kostengünstige Herstellung von komplexen Formen.

Neu ist das Verfahren Hydroforming sicherlich nicht. Schon zu Beginn des 20. Jahrhunderts werden Teile für Musikinstrumente und Kesselkomponenten mit Hilfe von Flüssigkeitsdruck umgeformt(1). Auch in der Luft- und Raumfahrt wird das Verfahren genutzt, um Schweißnähte zu vermeiden, Gewicht zu reduzieren und die in diesem Bereich so wichtige Präzision zu erreichen. Auch wenn das Prinzip nicht ganz neu ist, hat sich Hydroforming seit den 1990ern rasant weiterentwickelt. Die Weiterentwicklung von Simulationsverfahren unterstützt noch kompliziertere Geometrien und macht damit Hydroforming für viele neue Anwendungsbereiche attraktiv. Hydroforming kommt für alle kaltumformbaren Materialien in Frage. Es erlaubt die Einsparung von Ressourcen, Verfahrensschritten und vor allem Werkzeugkosten. Durch den Einsatz von FEM und FEA (Finite Elemente Methode/Analyse) wird die Materialstärke des Endprodukts vorausgesagt und die Bildung von Falten, Rissen und plötzlichen Spannungsübergängen verhindert.

Während beim klassischen Tiefziehen ein Hohlkörper hergestellt wird, indem ein Stempel das Ausgangsmaterial in eine Matrize drückt, wird beim Hydroforming, dem hydromechanischen Tiefziehen, entweder die Matrize oder der Stempel durch Flüssigkeitsdruck ersetzt. Durch Ersetzen einer Werkzeughälfte, fällt ein beachtlicher Teil der Werkzeugkosten weg. Bei gleichen Festigkeitsanforderungen werden gleichzeitig die minimalen Wandstärken verringert und die Materialkosten sinken. Komplexere Geometrien sind mit einem einzelnen Hydroformingschritt erreichbar, wodurch weniger Arbeitsschritte notwendig werden. All das führt zu einer Kostenersparnis von bis zu 80% gegenüber dem konventionelleren Tiefziehverfahren(2). Damit ist das Hydroforming besonders geeignet für kleine und mittlere Serien.

Mit Hydroforming lassen sich sowohl Bleche, als auch Rohre (Innenhochdruckumformen), bearbeiten. Dabei ist die Flüssigkeit entweder direkt mit dem Werkstück in Kontakt oder wirkt über eine Membran darauf. Bei Verwendung einer Membran kann sogar Lochblech umgeformt werden. Mit Hydroforming werden komplizierte Geometrien und Freiformflächen hergestellt. Das Verfahren hat viele weitere Vorteile, beispielsweise im Bereich der Oberflächengüte und der Vermeidung von Faltenbildung. Eine spannende alte neue Umformtechnik, die wir bei BUSSE Design+Engineering bereits mehrfach erfolgreich bei Kundenprojekten einsetzen konnten.

Ihr Ansprechpartner bei BUSSE:
Bernd Heckenberger, Entwicklungsleiter
Tel.: +49 (0) 73 08 / 811 499 460
heckenberger@busse-design.com 

Zulieferer Kontakt:
Edelstahl-Mechanik GmbH
Stefan Baier, Konstruktion
Tel.: +49 (0) 7161 / 85 93 62
sb@edelmech.de

 

Quellen:
https://www.edelstahl-mechanik.de/de/leistungen/hydroforming.html
http://www.fluidforming.de/index.php/de/hydroforming-vorteile
http://industrieanzeiger.industrie.de/allgemein/belastbare-teile-fuer-harte-einsaetze/
http://www.fischer-group.com/de/aktuelles/meldungen_de/2013_02_22_luftfahrt_geprueft.php?navanchor=2110117
http://www.fischer-group.com/de/fischer_unternehmen/fischer_hydroforming/multiple_formen.php?navanchor=2110055

1) http://www.americanhydroformers.com/history-hydroforming-u-s/; http://www.thefabricator.com/article/hydroforming/introduction-to-tube-hydroforming; 28.06.2017
2) https://www.edelstahl-mechanik.de/de/leistungen/hydroforming/edel_mech_hydroforming.pdf; 30.06.2017

 

 

 

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