Allgemein

Neuartige Fertigungstechnologie ermöglicht neue technische Lösungen

Anzeige
Der Wunsch, metallische Bauteile einzusetzen, die einerseits hohen mechanischen Belastungen standhalten, aber andererseits auch in vorgegebenen Bereichen rein linear elastisch verformbar sind, hat zur Entwicklung einer neuen Fertigungsmethode geführt, mit der die Produktionsmöglichkeiten für komplexe metallische Bauteile immens erweitert werden.

Autor: Dr. Ing. Heinz Groß E-Mail: heinz-gross@t-online.de

Die Fertigungsmethode selbst kann noch nicht offen gelegt werden, da das Patentverfahren noch nicht abgeschlossen ist. Damit Interessenten prüfen können, ob vielleicht mit diesem Fertigungsverfahren Aufgabenstellungen lösbar sind, die bisher nicht realisierbar waren, werden im Folgenden die wichtigsten neu realisierten Fertigungsmöglichkeiten kurz beschrieben.
Einstückige Bauteile mit Wanddickenunterschied
In überwiegend dickwandigen Bauteilen (Wandstärke z. B. >10 mm) lassen sich Wandbereiche mit einer Wanddicke von nur 0,05 mm realisieren. Man braucht also nicht länger ein separates, metallisches Bauteil fertigen, in das dann eine ebenfalls getrennt hergestellte dünne 0,05 mm Folie eingeschweißt werden muss. Der dünne Wandbereich kann dabei eine komplexe dreidimensionale Geometrie besitzen, die auch scharfe Kanten aufweisen kann. Prinzipiell ist es möglich, in die Oberfläche des 0,05 mm dicken Wandbereichs eine mikroskopische Oberflächenstruktur einzubringen. Bei Serienteilen lässt sich dabei eine extrem hohe Wiederholgenauigkeit der Oberflächenstruktur realisieren. In dickwandige Bauteile bzw. Wandbereiche von Bauteilen lassen sich feinste Oberflächenstrukturen mit hoher Präzision einbringen. Umgekehrt lassen sich aber auch dünnwandige Bauteile, also dünne metallische Folien problemlos mit einem umlaufenden dicken Wandbereich herstellen, über den dann die Folie in eine Konstruktion eingespannt werden kann. Auch in diesem Fall sind die Folie und der dicke umlaufende Flansch einstückig.
Herstellen von partiell mehrwandigen Teilen
Mit dem Fertigungsverfahren lassen sich auch einstückige Bauteile herstellen, die in Bereichen, in denen es technisch sinnvoll ist, mehrwandig sind. Die Bauteile können auch eine komplexe dreidimensionale Geometrie aufweisen. Man kann frei wählen, ob sich im mehrwandigen Bereich zwischen den Oberflächen der Einzelwände ein definierter Spalt befinden soll, oder ob zwischen den einzelnen Wänden absolut kein Spalt vorhanden sein darf, damit sich die Wände gegeneinander abstützen.
Herstellen von Bauteilen mit Hohlräumen
Es lassen sich einstückige metallische Bauteile herstellen, die an definierten Stellen Hohlräume mit einer vorgegebenen genauen Geometrie besitzen. Die Hohlräume können auch mit einem Fluid, einem Gas, einem Pulver oder einem Feststoff gefüllt sein. Sie sind erst einmal von dem Metall, das sie umgibt, komplett ummantelt und damit hermetisch gegenüber der Umgebung abgeschlossen. Sie können jedoch auch mit einer Entlüftungs- oder Speisebohrung versehen werden. Teile wie z. B. Thermofühler, Dehnmessstreifen oder ähnliche Teile können mit einer homogenen metallischen Wand komplett „umgossen“ oder ummantelt werden. Selbst temperaturempfindliche Teile können metallisch ummantelt werden, da während des Fertigungsverfahrens die Temperaturen von 50 °C nicht überschritten werden.
Bisherige Nutzung
Das Verfahren wird bereits seit über fünf Jahren eingesetzt, um partiell mehrwandige, flexibel deformierbare Werkzeugeinsätze für Extrusionswerkzeuge herzustellen. In dieser Zeit wurden schon über 50 Extrusionswerkzeuge mit einer mehrwandigen rein linear elastisch deformierbaren Fließkanalwand ausgerüstet. Auf dem Bild ist exemplarisch eine in ein Blasformwerkzeug integrierte partiell mehrwandige Flexringhülse dargestellt. Um den unterschiedlichen Verstreckgraden, die in dem mit dem Werkzeug herzustellenden blasgeformten Hohlköper in aller Regel vorhandenen sind, gerecht zu werden, kann nun mit Hilfe des gezeigten Flexringwerkzeugs der Austrittspalt zwischen der Flexringhülse und dem auf dem Foto nicht enthaltenen Dorn in der Mitte des Werkzeugs während des Austrags des Vorformlings verändert werden. Bei dem Werkzeug sind in jedem motorisch bewegten Stellbacken nochmals Madenschrauben integriert, um in einfacher Weise eine Feinoptimierung der genauen Kontur der Flexringhülse vornehmen zu können.
Mit dem gezeigten Werkzeug soll ein Industriebehälter mit einer rechteckigen Grundfläche blasgeformt werden. Durch dynamisches Verändern der Position der vier Verstellbacken wird nun der Austrittspalt für den Vorformlingsschlauch im Bereich der Seitenflächen des Behälters reduziert. In den freien Bereichen zwischen den Stellbacken weicht dabei die Flexringhülse nach außen aus. Somit wird die Wand des Vorformlings entsprechend den im Behälter vorhandenen unterschiedlichen Verstreckgraden optimiert. Konkret wird die Wanddicke des Vorformlings in den Seitenbereichen des Behälters verringert und in den vier Eckbereichen des Behälters vergrößert. Ziel ist es, das Gewicht und damit den erforderlichen Materialeinsatz zur Herstellung des Behälters zu verringern.
Fazit
Mit der neu entwickelten Fertigungsmethode wurde der Bereich des technisch Machbaren deutlich erweitert. So konnten bereits im Bereich der Extrusion unter Verwendung von Multifunktionsbauteilen neue Produktionsmethoden, mit denen sowohl die Qualität der hergestellten Produkte verbessert als auch die Produktionskosten gesenkt werden können, realisiert werden. Es ist abzusehen, dass mit den neuen zur Verfügung stehenden Möglichkeiten auch Problemstellungen aus anderen technischen Bereichen lösbar werden.
Dr. Ing. Heinz Groß, Kunststoff-Verfahrenstechnik Tel. 06154/695240, Fax 06154/695241 www.gross-k.de
Anzeige

Aktuelle Ausgabe

Newsletter

Jetzt unseren Newsletter abonnieren

Innovative Zerspanungskonzepte

Auf dem Expertentreff am 9. Oktober bei HAHN+KOLB präsentieren Ihnen hochkarätige Technologieführer intelligente Lösungen für die Zerspanung von Morgen! Sichern Sie sich jetzt Ihr Besucherticket, die Teilnehmerzahl ist begrenzt! Wir freuen uns auf Sie.

INDEX Technologie Campus

Sie sind herzlich eingeladen! Besuchen Sie das Event „Verzahnen: Flexibel und hocheffizient“ am 5. November 2019 auf dem INDEX Technologie Campus in Esslingen. Jetzt schnell anmelden!

Neue Fachzeitschrift additive

KUKA: Smarte Automatisierung

KUKA Roboter Hochschule Karlsruhe

Smarte Automatisierung mit KUKA im Überblick

Trends

Aktuelle Entwicklungen in der spanenden Fertigung

Alle Webinare & Webcasts

Webinare aller unserer Industrieseiten

Alle Whitepaper

Whitepaper aller unserer Industrieseiten

Anzeige
Anzeige

Industrie.de Infoservice

Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de