DE102011014052A1

DE102011014052A1 - Outer panel part manufacturing method for motor vehicle, involves deep-drawing metal sheet that is transformed in deep-drawing tool, where metal sheet and/or deep-drawing tool are heated to predetermined temperature during transformation

Info

Publication number: DE102011014052A1
Application number: DE201110014052
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Faust Alexander; Michael Fütterer
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-03-16
Filing date: 2011-03-16
Publication date: 2011-12-15

Abstract

The method involves deep-drawing a metal sheet (12) that is transformed in a deep-drawing tool (16). The metal sheet and/or the deep-drawing tool are locally uniformly heated to a predetermined temperature i.e. 100 degrees Celsius, during transformation. A set of heating devices (22) e.g. induction coils, with the metal sheet is allowed to come into contact with a set of surfaces (24, 26) of upper halves (20) of the tool. The metal sheet and/or the tool are heated in an inhomogeneous manner.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Außenhautteils für einen Kraftwagen nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a method for producing an outer skin part for a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.

Das Herstellen von Außenhautteilen für Kraftwagen erfolgt in der Regel durch Tiefziehen. Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus DE 10 2008 032 911 A1 bekannt. Zur Verbesserung der Umformbarkeit wird hierbei ein Aluminiumblech in mehreren Zügen umgeformt. Nach einem Teilumformen der Blechplatine erfolgt eine zwischenzeitliche Warmauslagerung, an die sich ein anschließendes Endumformen des teilumgeformten Aluminiumblechs bei Raumtemperatur in die gewünschte Endgeometrie anschließt.The production of body parts for motor vehicles is usually done by deep drawing. Such a method is for example off DE 10 2008 032 911 A1 known. To improve the formability, an aluminum sheet is formed in several passes. After a partial forming of the sheet metal plate, an interim heat aging takes place, followed by a subsequent final forming of the partially formed aluminum sheet at room temperature in the desired final geometry.

Üblicherweise werden für Außenhautteile von Kraftwagen hierbei Aluminiumlegierungen der Legierungsklasse 6000 verwendet. Diese sind nachteiliger Weise komplex in der Herstellung und daher teuer und oftmals sehr schlecht verfügbar. Die bekannten Umformmethoden, die ein zwischenzeitliches Auslagern notwendig machen, sind zudem sehr zeitaufwendig, was den Herstellungsprozess ebenfalls verteuert.Normally, aluminum body parts of alloy class 6000 are used for outer skin parts of motor vehicles. These are disadvantageously complex to manufacture and therefore expensive and often very poorly available. The known forming methods, which make interim aging necessary, are also very time consuming, which also makes the manufacturing process more expensive.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 bereitzustellen, welches ein schnelles und hochqualitatives Umformen auch von kostengünstigen Aluminiumlegierungen ermöglicht.The present invention is therefore based on the object to provide a method according to the preamble of claim 1, which allows a fast and high quality forming of low-cost aluminum alloys.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1.

Bei einem derartigen Verfahren zum Herstellen eines Außenhautteils für einen Kraftwagen wird das Außenhautteil durch Tiefziehen einer Blechplatine in einem Tiefziehwerkzeug umgeformt. Die Blechplatine und/oder das Tiefziehwerkzeug werden hierbei erfindungsgemäß während des Umformens auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt. Durch das Umformen der Blechplatine im warmen Zustand können auch Aluminiumlegierungen bearbeitet werden, die kalt nur sehr schwer umformbar sind. Insbesondere bei magnesiumreicheren Aluminiumlegierungen bilden sich beim kalten Tiefziehen so genannte Fließfiguren, die die Oberflächenqualität des Außenhautteils mindern. Durch die Warmumformung kann diese Fließfigurenbildung zuverlässig vermieden werden, so dass hochqualitative Außenhautteile erhalten werden. Im Gegensatz zu bekannten Methoden, die ein zwischenzeitliches Warmauslagern notwendig machen, ist der erfindungsgemäße Umformprozess zudem äußerst schnell und kostengünstig durchführbar. Das Umformen im warmen Zustand ermöglicht zudem eine höhere Ziehtiefe, also einen höheren Umformgrad, was die Herstellung komplexer geformter Außenhautteile mit besonders wenig Ziehstufen möglich macht.In such a method for producing an outer skin part for a motor vehicle, the outer skin part is formed by deep drawing a sheet metal blank in a deep-drawing tool. The sheet metal blank and / or the deep-drawing tool are in this case according to the invention heated during the forming to a predetermined temperature. By forming the sheet metal plate in the warm state and aluminum alloys can be processed, which are very difficult cold formable. Especially with magnesium-rich aluminum alloys formed during cold thermoforming so-called flow figures that reduce the surface quality of the outer skin part. The hot forming can reliably avoid this flow pattern formation, so that high-quality outer skin parts are obtained. In contrast to known methods, which make interim heat aging necessary, the forming process according to the invention is also extremely fast and inexpensive to carry out. The forming in the warm state also allows a higher draw depth, so a higher degree of deformation, which makes the production of complex shaped outer skin parts possible with very little drawing levels.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt die vorgegebene Temperatur wenigstens 100°C. Durch diese Temperaturwahl kann bei geringem Energieeinsatz die Bildung von Fließfiguren zuverlässig vermieden werden.In a preferred embodiment of the invention, the predetermined temperature is at least 100 ° C. This choice of temperature, the formation of flow figures can be reliably avoided with low energy consumption.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Blechplatine und/oder das Tiefziehwerkzeug lokal ungleichmäßig erwärmt. Die Erwärmung – und damit die Beeinflussung des Umformprozess – kann so an die Geometrie des zu schaffenden Außenhautteils angepasst werden. Hierdurch können auch bei komplexen Bauteilgeometrien, die insbesondere lokal sehr große Umformgrade aufweisen, qualitativ hochwertige Umformergebnisse erzielt werden.In a further embodiment of the invention, the sheet metal blank and / or the thermoforming tool is locally heated unevenly. The heating - and thus the influencing of the forming process - can be adapted to the geometry of the outer skin part to be created. As a result, high quality forming results can be achieved even with complex component geometries, which in particular have locally very large degrees of deformation.

Vorzugsweise wird für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Blechplatine aus einer Aluminiumlegierung der Klasse 5000 verwendet. Im Vergleich zu üblicherweise verwendeten Legierungen der Klasse 6000 sind die Aluminiumlegierungen der Klasse 5000 besonders kostengünstig und gut verfügbar, so dass sich mit diesem Verfahren besonders preisgünstig Außenhautteile für Kraftwagen in hoher Qualität erstellen lassen.For carrying out the method according to the invention, it is preferable to use a sheet metal blank made of aluminum alloy of class 5000. Compared to commonly used alloys of class 6000, the class 5000 aluminum alloys are particularly cost-effective and readily available, so that this method can be used to produce car body panels of particularly high quality in a particularly cost-effective manner.

Die Erfindung betrifft ferner ein Außenhautteil für einen Kraftwagen, welches nach dem beschriebenen Verfahren hergestellt ist.The invention further relates to an outer skin part for a motor vehicle, which is manufactured according to the described method.

Im Folgenden wird die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt dabei eine schematische Darstellung der Verfahrensschritte bei der Herstellung eines Außenhautteils mittels eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.In the following the invention and its embodiments will be explained in more detail with reference to the drawing. The single figure shows a schematic representation of the method steps in the production of an outer skin part by means of an embodiment of a method according to the invention.

Zur Herstellung eines Außenhautteils 10 für einen Kraftwagen wird zunächst eine Blechplatine 12 aus einer Aluminiumlegierung der Legierungsklasse 5000 mittels einer Heizeinrichtung 14 auf eine Temperatur von wenigstens 100°C vorgewärmt. Bei der Heizeinrichtung 14 kann es sich, wie im gezeigten Beispiel um einen Ofen handeln, in welchem die Platine 12 mit entsprechend erhitzter Luft beaufschlagt wird. Selbstverständlich sind auch andere Heizmethoden, wie beispielsweise die Verwendung von Infrarotstrahlern, das induktive Erhitzen der Blechplatine 12 oder dergleichen möglich.For producing an outer skin part 10 for a motor vehicle is first a metal sheet 12 from an aluminum alloy of alloy class 5000 by means of a heating device 14 preheated to a temperature of at least 100 ° C. At the heater 14 it may be, as in the example shown, a furnace in which the board 12 is acted upon with appropriately heated air. Of course, other heating methods, such as the use of infrared radiators, the inductive heating of the sheet metal blank 12 or the like possible.

Die vorgewärmte Blechplatine 12 wird in der Folge in ein Tiefziehwerkzeug 16 eingelegt. Das Tiefziehwerkzeug 16 umfasst eine Werkzeugunterhälfte 18 sowie eine Werkzeugoberhälfte 20, die ebenfalls mittels jeweiliger Heizeinrichtung 22 beheizbar sind. Bei den Heizeinrichtungen 22 kann es sich beispielsweise um Heizmittelleitungen, um elektrische Heizgeräte, Induktionsspulen oder ähnliches handeln. Durch die Heizeinrichtungen 22 werden zumindest die mit der Blechplatine 12 in Kontakt kommenden Flächen 24, 26 der Werkzeugoberhälfte 20 und Werkzeugunterhälfte 18 ebenfalls auf Temperaturen von wenigstens 100°C aufgeheizt. Das Aufheizen kann sowohl im Falle der Blechplatine 12 als auch im Falle des Tiefziehwerkzeuges 16 auch lokal inhomogen erfolgen, so dass beispielsweise Bereiche, in denen ein besonders hoher Umformgrad erzielt werden soll, stärker aufgeheizt werden.The preheated metal sheet 12 becomes a thermoforming tool as a result 16 inserted. The thermoforming tool 16 includes a tool half 18 as well as a tool half 20 , which also by means of respective heating device 22 heated are. For the heaters 22 These may be, for example, heating medium pipes, electric heaters, induction coils or the like. By the heaters 22 At least those with the metal sheet 12 in contact surfaces 24 . 26 the tool top half 20 and tool half 18 also heated to temperatures of at least 100 ° C. The heating can be done both in the case of the sheet metal blank 12 as well as in the case of the thermoforming tool 16 locally inhomogeneous, so that, for example, areas in which a particularly high degree of deformation is to be achieved, be heated more.

Nach dem Einlegen der Blechplatine 12 in das Tiefziehwerkzeug 16 werden Werkzeugoberhälfte 20 und Werkzeugunterhälfte 18 geschlossen, so dass die Blechplatine 12 umgeformt wird. Durch dieses Umformen ergibt sich das gewünschte Außenhautteil 10. Das Umformen kann dabei wie im dargestellten Beispiel in einer einzigen Zielstufe erfolgen. Selbstverständlich ist es auch möglich, gerade bei komplex geformten Außenhautteilen 10 mehrere Ziehschritte vorzusehen, um eine verbesserte Umformqualität zu erreichen.After inserting the sheet metal blank 12 in the thermoforming tool 16 become tool top half 20 and tool half 18 closed, leaving the sheet metal blank 12 is transformed. By this forming results in the desired outer skin part 10 , The forming can be done as in the example shown in a single target level. Of course it is also possible, especially with complex shaped outer skin parts 10 to provide multiple drawing steps to achieve improved forming quality.

Das Heizen der Blechplatine 12 sowie das Tiefziehwerkzeug 16 ermöglicht das Umformen von kostengünstigen Blechplatinen 12 aus Legierungen der Klasse 5000, ohne dass beim Umformen so genannte Fließfiguren auf den Oberflächen der Blechplatine 12 auftreten, die die Oberflächenqualität und damit die optische Anmutung des Außenhautteils beeinträchtigen könnten. Insgesamt ergibt sich so ein besonders schnell durchführbares Umformverfahren, welches die Herstellung von hochqualitativen Außenhautteilen 10 aus den kostengünstigen Aluminiumlegierungen der Legierungsklasse 5000 erlaubt.Heating the sheet metal blank 12 as well as the thermoforming tool 16 allows the forming of cost-effective sheet metal blanks 12 from alloys of class 5000, without that during forming so-called flow figures on the surfaces of the sheet metal blank 12 occur, which could affect the surface quality and thus the visual appearance of the outer skin part. Overall, this results in a particularly quickly feasible forming process, which is the production of high-quality outer skin parts 10 from the low-cost aluminum alloys of the alloy class 5000 allowed.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008032911 A1 [0002]

Claims

Method for producing an outer skin part ( 10 ) for a motor vehicle, in which the outer skin part ( 10 ) by deep drawing a sheet metal blank ( 12 ) in a thermoforming tool ( 16 ) is formed, characterized in that the sheet metal blank ( 12 ) and / or the thermoforming tool ( 16 ) are heated to a predetermined temperature during forming.

A method according to claim 1, characterized in that the predetermined temperature is at least 100 ° C.

Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the sheet metal blank ( 12 ) and / or the thermoforming tool ( 16 ) are locally heated unevenly.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that a sheet metal blank ( 12 ) made of 5000 series aluminum alloy.

Outer skin part ( 10 ) for a motor vehicle, produced by a method according to one of claims 1 to 4.