DE102007056357A1 - Niederhalter für ein Umformwerkzeug sowie Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Niederhalter für ein Umformwerkzeug sowie Verfahren zu dessen Herstellung Download PDF

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Abstract

Ein Niederhalter für ein Umformwerkzeug weist eine Mehrzahl von Segmenten auf, die mittels eines generativen Fertigungsverfahrens hergestellt wurden und zur Ausbildung des Niederhalters miteinander verbunden sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Niederhalter für ein Umformwerkzeug sowie ein entsprechendes Verfahren zu dessen Herstellung.
  • Eine Verwendung von Niederhaltern ist insbesondere aus dem Bereich der Tiefziehwerkzeuge für metallische Bleche sowie aus entsprechenden Umformwerkzeugen von Prepreg-Fasermatten für die Herstellung von faserverstärkten Kunststoffbauteilen bekannt. Diese Niederhalter dienen dazu, das umzuformende Flächenelement (Metallblech, Prepreg-Fasermatte) randseitig zu fixieren, um während des Umformprozesses ein unkontrolliertes Nachrutschen des Materials im Randbereich zu verhindern.
  • Die Niederhalter für Tiefziehwerkzeuge für metallische Bleche werden in der Regel aus einem metallischen Werkstoff gegossen. Aufgrund diverser Einschränkungen dieses Herstellungsverfahrens können lange, schlanke Elemente mit komplexen dreidimensionalen Freiformflächen, wie sie vielfach aus werkzeugtechnischer Sicht wünschenswert wären, hiermit nicht hergestellt werden. Beispielsweise können Abschnitte dieser Elemente mit besonders kleinem Querschnitt dazu führen, dass die metallische Schmelze an diesem Querschnitt aufgrund der großen Kühlwirkung zu früh erstarrt, wodurch die weitere Füllung des Formkerns behindert wird. Weiterhin kann eine besonders komplexe Geometrie des zu gießenden Elements dazu führen, dass die metallische Schmelze das Gießwerkzeug nicht vollständig ausfüllt.
  • Eine lange, schlanke Ausrichtung der Elemente des Niederhalters in Verbindung mit einer asymmetrischen Geometrie kann zudem zu einem durch eine ungleichförmige Auskühlung der einzelnen Abschnitte begründeten Verzug des Bauteils führen.
  • Die Herstellung von Niederhaltern aus Kunststoff mittels bekannter Kunststoff-Fertigungsverfahren (z. B. Spritzgießen) zeichnet sich zwar durch eine größtmögliche Flexibilität hinsichtlich der Bauteilgeometrie aus; derartige Niederhalter aus Kunststoff, die insbesondere bei der Herstellung von faserverstärkten Kunststoffbauteilen sowie beim Tiefziehen von Kunststofffolien zum Einsatz kommen, unterliegen jedoch einem sehr hohen Verschleiß. Diese Kunststoff-Niederhalter müssen daher relativ häufig ausgewechselt werden, wodurch die Fertigungskosten erhöht werden.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, einen Niederhalter anzugeben, der zumindest einen der aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile weitestgehend vermeidet. Weiterhin soll erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Niederhalters angegeben werden. Insbesondere soll der Niederhalter in einer nahezu beliebig komplexen Geometrie herstellbar sein, gleichzeitig jedoch ausreichende mechanische Kennwerte, insbesondere hinsichtlich der Festigkeit sowie der Verschleißfestigkeit, aufweisen.
  • Diese Aufgaben werden durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Patentansprüche.
  • Der Kern der Erfindung sieht vor, einen solchen Niederhalter für ein Umformwerkzeug aus einer Mehrzahl von Segmenten herzustellen, die mittels eines generativen Fertigungsverfahrens, beispielsweise dem direkten Metallsintern oder einem Strahlschmelzverfahren herzustellen, wobei die Seg mente zur Ausbildung des Niederhalters nachträglich miteinander verbunden werden.
  • Die aus dem Stand der Technik bekannten generativen Fertigungsverfahren zeichnen sich dadurch aus, dass Bauteile mit hochkomplexer Geometrie erzeugt werden können, wobei durch den Einsatz unterschiedlichster und definiert ausgewählter Ausgangswerkstoffe die mechanischen Kennwerte des generativ hergestellten Bauteils in weiten Grenzen beeinflusst werden können. Da für generative Fertigungsverfahren in der Regel keine Formwerkzeuge benötigt werden, zeichnen sich diese Verfahren zudem durch eine hohe Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung von Bauteilen in geringen Stückzahlen aus. Ein Problem bei der Herstellung von Bauteilen mittels generativer Fertigungsverfahren liegt jedoch darin, dass aufgrund der vorhandenen Fertigungsvorrichtungen Bauteile häufig lediglich in Abmessungen hergestellt werden können, die deutlich unterhalb denjenigen Abmessungen liegen, die regelmäßig für Niederhalter von Umformwerkzeugen benötigt werden. Aus diesem Grund ist erfindungsgemäß vorgesehen, eine Mehrzahl von Segmenten mittels generativer Fertigungsverfahren herzustellen, die daraufhin zur Ausbildung des Niederhalters miteinander verbunden werden.
  • Erfindungsgemäß wird ein Niederhalter erhalten, der äußerst flexibel hinsichtlich der möglichen Geometrien ist, gleichzeitig durch eine entsprechende Auswahl des Ausgangswerkstoffs nahezu beliebig einstellbare mechanische Kennwerte aufweist und zudem zumindest in der Fertigung in geringer Stückzahl wirtschaftlich herstellbar ist.
  • Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Segmente einen rinnenförmigen Mantel aufweisen, der über eine innerhalb dieses Mantels liegende Verrippung verstärkt ist. Auf diese Weise können Segmente hergestellt werden, die trotz eines geringen Gewichts sehr gute Steifigkeitswerte aufweisen.
  • Vorzugsweise werden die einzelnen Segmente des Niederhalters stoffschlüssig miteinander verbunden und insbesondere verschweißt. Dieses Verbindungsverfahren kombiniert eine hohe Funktionssicherheit des Niederhalters mit geringen Fügekosten. Selbstverständlich können die Segmente jedoch auch auf beliebige andere Art und Weise – lösbar oder unlösbar – miteinander verbunden werden. Als Beispiel soll hier ein Verschrauben, Vernieten oder Löten genannt werden.
  • Vorzugsweise weist der erfindungsgemäße Niederhalter weiterhin ein Zentrierelement auf, durch das zwei miteinander zu verbindende Segmente zueinander positioniert werden. Das Zentrierelement kann insbesondere die Positionierung der Segmente während des Fügeprozesses sicherstellen, gleichzeitig jedoch auch die Stabilität des gesamten Niederhalters verbessern.
  • Beispielsweise kann das Zentrierelement durch mindestens einen Verbindungsstift ausgebildet sein, der in jeweils eine entsprechende Öffnung in den Segmenten eingreift. Sofern der Verbindungsstift bzw. die entsprechenden Öffnungen in den Segmenten keinen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, ist ein Verbindungsstift bereits ausreichend, um eine Verdrehsicherung der miteinander zu verbindenden Segmente zu gewährleisten. Sollen jedoch zylindrische Verbindungsstifte mit entsprechenden kreisförmigen Bohrungen in den Segmenten zum Einsatz kommen, da diese besonders kostengünstig herstellbar sind, können bevorzugt mindestens zwei Verbindungsstifte vorgesehen sein, die jeweils in entsprechende Öffnungen in den Segmenten eingreifen. Die mindestens zwei Verbindungsstifte gewährleisten auch bei einem kreisförmigen Querschnitt eine Verdrehsicherung der zu verbindenden Segmente.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • In den Zeichnungen zeigt:
  • 1: in einer schematischen Darstellung einen Niederhalter für ein Umformwerkzeug zur Herstellung von CFK-Dachmodulen;
  • 2: ein erfindungsgemäßes Segment zur Ausbildung des Niederhalters der 1 in einer isometrischen Darstellung; und
  • 3: in einem Ausschnitt zwei miteinander verbundene Segmente des Niederhalters der 1.
  • In der 1 ist die Form eines Niederhalters 1 angedeutet, der in einem Umformwerkzeug (nicht dargestellt) zur Herstellung eines Dachmoduls aus kohlefaserverstärktem Kunststoff für ein Kraftfahrzeug eingesetzt werden soll. Der Niederhalter 1 ist im wesentlichen rechteckig ausgebildet, wobei die einzelnen Seiten dieses Rechtecks aufgrund der großen Abmessungen des herzustellenden Bauteils (Dachmodul) sowie den beengten Platzverhältnissen innerhalb des Umformwerkzeugs eine im Verhältnis zu ihrer Länge sehr geringe Breite aufweisen. Weiterhin ist erkennbar, dass der Niederhalter 1 eine komplexe dreidimensionale Form aufweist, die durch die Form des zu fertigenden Dachmoduls vorgegeben ist.
  • Erfindungsgemäß ist der Niederhalter 1 der 1 aus einer Vielzahl von Segmenten 2 aufgebaut, die über zwei Verbindungsstifte 3, die in entsprechende Bohrungen in den Segmenten 2 eingesetzt werden, und zusätzlich über eine Schweißnaht miteinander verbunden werden (siehe 3). Die Schweißnaht ist vorliegend als Kehlnaht ausgebildet; hierfür sind die Kanten der Segmente 2 im Bereich der Kontaktfläche angefast.
  • In der 2 ist ein relativ gradliniges Segment 2 des Niederhalters 1 dargestellt; andere Segmente können einen deutlich gekrümmten Verlauf aufweisen und auch winkelförmig zur Ausbildung der vier Ecken des Niederhalters 1 ausgebildet sein.
  • Die Segmente 2 des Niederhalters werden mittels des direkten Metall-Lasersinterverfahrens hergestellt. Hierbei wird ein pulverförmiger, metallischer Ausgangswerkstoff in einer dünnen Schicht flächig ausgebreitet und mittels eines Lasers in denjenigen Bereichen der Fläche, die in dem entsprechenden Querschnittsbereich des herzustellenden Bauteils liegen, an- oder vollständig aufgeschmolzen, so dass sich eine Schicht aus zunächst aufgeschmolzenem und danach wieder erstarrtem metallischem Werkstoff ergibt. Daraufhin wird eine weitere Lage aus dem Werkstoffpulver über die zuvor bearbeitete Schicht ausgebreitet und wiederum in den entsprechenden Bereichen mittels des Lasers aufgeschmolzen. Dabei verbindet sich der aufgeschmolzene Werkstoff mit der darunter liegenden, zuvor erstarrten Schicht des Werkstoffs. Auf diese Weise wird das Bauteil (Segment 2) schichtweise hergestellt.
  • Die einzelnen Segmente 2 des Niederhalters 1 weisen einen Mantel 4 mit rinnenförmiger Geometrie auf, wobei der Mantel 4 über innen liegende Verstärkungsrippen 5 versteift ist. Auf diese Weise kann ein Bauteil (Segment 2) erzeugt werden, das trotz eines geringen Gewichts eine hohe Steifigkeit aufweist.

Claims (7)

  1. Niederhalter (1) für ein Umformwerkzeug, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Segmenten (2), die mittels eines generativen Fertigungsverfahrens hergestellt wurden und zur Ausbildung des Niederhalters (1) miteinander verbunden sind.
  2. Niederhalter (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (2) einen rinnenförmigen Mantel (4) aufweisen, der über eine Verrippung (5) verstärkt ist.
  3. Niederhalter (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (2) miteinander verschweißt sind.
  4. Niederhalter (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Zentrierelement, das zwei miteinander zu verbindende Segmente (2) zueinander positioniert.
  5. Niederhalter (1) gemäß Anspruch 5, gekennzeichnet durch mindestens einen Verbindungsstift (3), der in jeweils eine entsprechende Öffnung in den Segmenten (2) eingreift.
  6. Verfahren zur Herstellung eines Niederhalters (1), dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Segmenten (2) mittels eines generativen Fertigungsverfahren hergestellt und zur Ausbildung des Niederhalters (1) miteinander verbunden werden.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (2) miteinander verschweißt werden.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014007478A1 (de) 2014-05-21 2014-12-04 Daimler Ag Stützkörper für ein Umformwerkzeug und Verfahren zum Herstellen eines Stützkörpers
DE102014006771A1 (de) 2014-05-08 2014-12-11 Daimler Ag Umformwerkzeug zum Umformen, insbesondere Falzen, eines Bauteils sowie Verfahren zum Herstellen eines solchen Umformwerkzeugs
DE102014220337A1 (de) * 2014-10-08 2016-04-14 Richard Bergner Holding GmbH & Co. KG Verfahren zur Herstellung eines Verbindungselements sowie Verbindungselement und CFK-Bauteil mit einem derartigen Verbindungselement
US11338344B1 (en) * 2012-05-23 2022-05-24 Temper Ip, Llc Tool and shell using induction heating

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005041460A1 (de) * 2005-08-31 2007-03-01 Daimlerchrysler Ag Umformwerkzeugsystem und Verfahren zu seiner Herstellung
DE10350089B4 (de) * 2003-10-27 2007-04-05 Alcan Deutschland Gmbh Tiefziehvorrichtung zum Tiefziehen eines Werkstückes

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10350089B4 (de) * 2003-10-27 2007-04-05 Alcan Deutschland Gmbh Tiefziehvorrichtung zum Tiefziehen eines Werkstückes
DE102005041460A1 (de) * 2005-08-31 2007-03-01 Daimlerchrysler Ag Umformwerkzeugsystem und Verfahren zu seiner Herstellung

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11338344B1 (en) * 2012-05-23 2022-05-24 Temper Ip, Llc Tool and shell using induction heating
DE102014006771A1 (de) 2014-05-08 2014-12-11 Daimler Ag Umformwerkzeug zum Umformen, insbesondere Falzen, eines Bauteils sowie Verfahren zum Herstellen eines solchen Umformwerkzeugs
DE102014007478A1 (de) 2014-05-21 2014-12-04 Daimler Ag Stützkörper für ein Umformwerkzeug und Verfahren zum Herstellen eines Stützkörpers
DE102014220337A1 (de) * 2014-10-08 2016-04-14 Richard Bergner Holding GmbH & Co. KG Verfahren zur Herstellung eines Verbindungselements sowie Verbindungselement und CFK-Bauteil mit einem derartigen Verbindungselement

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