DE102020125946A1

DE102020125946A1 - Process for processing an electrically conductive sheet metal blank

Info

Publication number: DE102020125946A1
Application number: DE102020125946.8A
Authority: DE
Inventors: Stefan Konrad; Thomas Meyer; Jan Wesendahl; Lukas Jäger; Vitali Bubolz
Original assignee: Heggemann AG
Current assignee: Heggemann AG
Priority date: 2020-10-05
Filing date: 2020-10-05
Publication date: 2022-04-07
Also published as: WO2022073554A1; EP4225956A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung einer elektrisch leitfähigen Blechplatine (2, 44, 56, 60, 82) aus einem Platinenmaterial, wobei in einem Beheizungsschritt die Blechplatine (2, 44, 56, 60, 82) mittels wenigstens einer Stromzuführungselektrode (16) und wenigstens einer Stromabführungselektrode (18) mit wenigstens einer elektrischen Spannungsdifferenz beaufschlagt und hierdurch von elektrischem Strom durchflossen und resistiv beheizt wird. Dabei weist die Blechplatine (2, 44, 56, 60, 82) eine oder mehrere Perforationen (20, 46) und/oder eine oder mehrere Nuten auf. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Blechplatine (2, 44, 56, 60, 82), die zur Bearbeitung in einem solchen Verfahren eingerichtet ist.The invention relates to a method for processing an electrically conductive sheet metal blank (2, 44, 56, 60, 82) from a sheet material, the sheet metal blank (2, 44, 56, 60, 82) being heated in a heating step by means of at least one power supply electrode (16) and at least one current discharge electrode (18) is subjected to at least one electrical voltage difference and is thereby traversed by electrical current and resistively heated. The metal plate (2, 44, 56, 60, 82) has one or more perforations (20, 46) and/or one or more grooves. The invention also relates to a sheet metal blank (2, 44, 56, 60, 82) which is set up for processing in such a method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung einer elektrisch leitfähigen Blechplatine aus einem Platinenmaterial, wobei in einem Beheizungsschritt die Blechplatine mittels wenigstens einer Stromzuführungselektrode und wenigstens einer Stromabführungselektrode mit wenigstens einer elektrischen Spannungsdifferenz beaufschlagt und hierdurch von elektrischem Strom durchflossen und resistiv beheizt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine entsprechende Blechplatine.The invention relates to a method for processing an electrically conductive metal plate made of a plate material, wherein in a heating step the metal plate is subjected to at least one electrical voltage difference by means of at least one current supply electrode and at least one current output electrode, and electric current thus flows through it and is resistively heated. Furthermore, the invention relates to a corresponding sheet metal blank.

Derartige Verfahren, bei denen eine Blechplatine erwärmt wird, insbesondere zur Vorbereitung auf eine darauf folgenden Warmumformung, sind hinsichtlich des Grundkonzeptes bekannt und werden teils als „resistives“, teils als „konduktives“ Beheizen von Blechplatinen bezeichnet. Beispielsweise in der Automobilindustrie, aber auch in diversen anderen Industriezweigen kommt eine Blechumformung zum Einsatz, bei der Blechplatinen als Rohlinge für eine Warmumformung in ein dreidimensionales Produktteil umgeformt werden. Hierbei wird zugunsten der Produkteigenschaften oft eine Umformung bei einer erhöhten Temperatur durchgeführt, die in einigen Fällen sogar die Rekristallisationstemperatur übersteigt, was die Nutzung zusätzlicher Prozesse und/oder Phänomene in der Materialstruktur ermöglicht.Methods of this type, in which a sheet metal blank is heated, in particular in preparation for subsequent hot forming, are known in terms of the basic concept and are sometimes referred to as “resistive” and partly as “conductive” heating of sheet metal blanks. For example, in the automotive industry, but also in various other branches of industry, sheet metal forming is used, in which sheet metal blanks are formed into a three-dimensional product part as blanks for hot forming. Here, in favor of the product properties, a deformation is often carried out at an elevated temperature, which in some cases even exceeds the recrystallization temperature, which allows the use of additional processes and/or phenomena in the material structure.

Bei der resistiven Wärmebehandlung werden die Blechplatinen vor einer Warmumformung erhitzt, indem aufgrund eines elektrischen Stromflusses durch das elektrisch leitfähige Platinenmaterial hindurch, welches einen ohmschen Widerstand darstellt, eine direkte Widerstandsbeheizung erfolgt. Dies ist ein wesentlicher Unterschied gegenüber einer ebenfalls bekannten Beheizung von Blechplatinen in Durchlauföfen, bei denen die Blechplatine in der heißen Umgebung des beispielsweise gasbefeuerten Ofeninneren durch Strahlung und Wärmeleitung von der Ofenatmosphäre aus an den Oberflächen der Blechplatine erwärmt werden und die Wärme durch Wärmeleitung in die Blechplatine in Dickenrichtung eindringt. Vorteile der resistiven Beheizung gegenüber der Beheizung im Ofen ist beispielsweise, dass die Widerstandsbeheizung sehr schnell von statten gehen kann und hierdurch ungewünschte chemische Reaktionen an den Oberflächen der Platinen vermieden werden können, zudem muss kein teurer Ofen installiert werden. Auch ist das resistive Beheizen mit elektrischem Strom besonders energiesparend und für Platinen verschiedener Größen variabel einsetzbar.In resistive heat treatment, the sheet metal blanks are heated before hot forming by direct resistance heating taking place due to an electric current flowing through the electrically conductive blank material, which represents an ohmic resistance. This is a major difference compared to the also known heating of metal blanks in continuous furnaces, in which the metal blanks are heated in the hot environment of the gas-fired furnace interior, for example, by radiation and thermal conduction from the furnace atmosphere on the surfaces of the metal blanks and the heat by thermal conduction in the metal blank penetrates in the thickness direction. The advantages of resistive heating compared to heating in an oven are, for example, that resistance heating can be carried out very quickly, which means that undesirable chemical reactions on the surfaces of the circuit boards can be avoided, and no expensive oven has to be installed. Resistive heating with electrical current is also particularly energy-saving and can be used variably for circuit boards of various sizes.

Nachteilig ist beim resistiven Beheizen, dass eine entlang der Ebenenausdehnung einer Blechplatine konstante Temperaturverteilung am ehesten noch bei rechteckigen Platinen mit einfachen Mitteln erzielbar ist, wie beispielsweise mit einer länglichen Stromzuführungselektrode und einer länglichen Stromabführungselektrode, die an gegenüberlegenden Rändern einer rechteckigen Blechplatine befestigt sind und für eine dazwischenliegende Durchströmung der Blechplatine mit einer über die Erstreckung der Blechplatine weitgehend homogen verteilten Stromdichte sorgen. Häufig soll jedoch stattdessen in einem Produktionsprozess eine nicht-rechteckige Blechplatine (Formplatine) mit einer komplexen Geometrie als Rohling in einem Warmumformungsschritt bearbeitet werden, wofür es in einem Beheizungsschritt erwärmt werden soll. Eine resistive Beheizung bringt dabei die Schwierigkeit mit sich, dass je nach Positionierung von Stromzuführungselektroden und Stromabführungselektroden Ungleichmäßigkeiten in der sich einstellenden Stromdichte entlang der Ebenenausdehnung der Formplatine ergeben.The disadvantage of resistive heating is that a constant temperature distribution along the plane of a sheet metal blank can be achieved most easily with rectangular blanks using simple means, such as an elongated current supply electrode and an elongated current drain electrode, which are attached to opposite edges of a rectangular sheet metal blank and for a intervening through-flow of the metal plate with a largely homogeneously distributed current density over the extension of the metal plate. Instead, however, a non-rectangular sheet metal blank (formed blank) with a complex geometry is often to be processed as a blank in a hot forming step in a production process, for which purpose it is to be heated in a heating step. A resistive heating entails the difficulty that, depending on the positioning of the current supply electrodes and current discharge electrodes, there are irregularities in the current density that is set along the plane extension of the molded board.

WO 2018/158374 A1 zeigt ein Verfahren für die Blechumformung, bei der eine Direkterwärmung einer Formplatine als Rohling vor einem Umformprozess erfolgt, indem die Formplatine zwischen rotierbaren Elektroden in Walzenform hindurchgeführt wird und ein Strom zwischen den walzenförmigen Elektroden durch die Blechdicke hindurch fließt. Dabei wird der jeweils zwischen den Elektroden pressend kontaktierte Linienbereich der Formplatine auf die Umformtemperatur erhitzt. Durch das sukzessive Hindurchfördern der Formplatine mit ihrer gesamten Ebenenausdehnung zwischen den Walzenelektroden ist so die gesamte Formplatine beheizbar. Für nicht-rechteckige Formplatinen bedeutet dies beim Hindurchführen eine veränderliche Länge des kontaktierten Linienbereichs. Eine gleichmäßige Beheizung mit im Ergebnis homogener Temperaturverteilung könne dennoch erzielt werden, indem der jeweils fließende Strom zeitveränderlich an die Länge des pressend kontaktierten Linienbereichs angepasst werde. Nachteilig ist bei diesem Ansatz jedoch beispielsweise der bauliche und regelungstechnische Aufwand einer solchen Anlage sowie die oft unerwünschte Gefahr, dass Beschichtungen einer Blechplatine unerwünscht teils auf die Oberfläche der Walzen übergehen und/oder umgekehrt. WO 2018/158374 A1 shows a method for sheet metal forming, in which a blank is directly heated as a blank before a forming process, in that the blank is passed between rotatable electrodes in the form of a roller and a current flows through the sheet thickness between the roller-shaped electrodes. In the process, the line area of the formed blank that is in contact with pressure between the electrodes is heated to the forming temperature. The entire shaped blank can thus be heated by successively conveying the shaped blank with its entire plane extent between the roller electrodes. For non-rectangular shaped blanks, this means a variable length of the contacted line area when passing through. Uniform heating with a homogeneous temperature distribution as a result can nevertheless be achieved by adapting the current flowing in a time-varying manner to the length of the press-contacted line area. However, a disadvantage of this approach is, for example, the structural and control engineering complexity of such a system and the often undesired risk that coatings of a sheet metal blank will undesirably partially transfer to the surface of the rollers and/or vice versa.

DE 10 2014 102 033 A1 schlägt zur Umgehung des Nachteils, dass bisher nur rechteckige Bleche hinreichend gleichmäßig erwärmt werden konnten, eine Anordnung mehrerer Elektroden mit verschiedenen Spannungsquellen entlang der äußeren Kontur einer komplex geformten Blechplatine vor, die als Rohling in einem Warmumformprozess genutzt werden kann. Hierdurch soll sich über die gesamte Ebenenausdehnung der Blechplatine eine konstante Stromdichte einstellen, beziehungsweise durch mehrere überlagerte Stromdichten stelle sich eine insgesamt konstant verteilte Heizleistungsdichte in der Platine ein und führe im Ergebnis zu einer homogenen Erwärmung für die Weiterverwendung der Formplatine als Rohling in einem Umformprozess. Nachteiligerweise wird dabei eine teils sehr aufwendige empirische Vorarbeit notwendig sein, um je nach Komplexität der Geometrie im Ergebnis eine hinreichend konstante Stromdichte und somit homogene Heizleistungsdichte entlang der gesamten Ebenenausdehnung des umzuformenden Rohlings zu erzielen. Zudem ist der bauliche Aufwand immer noch groß, wenn zur Optimierung eine Vielzahl von Elektroden und teils galvanisch getrennte Spannungsquellen notwendig werden. DE 10 2014 102 033 A1 proposes to circumvent the disadvantage that until now only rectangular sheets could be heated sufficiently evenly, an arrangement of several electrodes with different voltage sources along the outer contour of a sheet metal blank with a complex shape, which can be used as a blank in a hot forming process. This should result in a constant current density over the entire plane extension of the sheet metal blank, or as a result of several superimposed current densities, an overall constant distribution of heating power density in the blank should occur and lead to a homogeneous as a result nal heating for further use of the blank as a blank in a forming process. Disadvantageously, a sometimes very time-consuming empirical preparatory work will be necessary in order to achieve a sufficiently constant current density and thus homogeneous heating power density along the entire plane extent of the blank to be formed, depending on the complexity of the geometry. In addition, the structural effort is still high if a large number of electrodes and, in some cases, galvanically isolated voltage sources are required for optimization.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Bearbeitung elektrisch leitfähiger Blechplatinen bereitzustellen, insbesondere für eine hinsichtlich Energieeffizienz, Variabilität und Qualität der Ergebnisse verbesserte Wärmebehandlung zur Vorbereitung auf einen Warmumformprozess.The object of the invention is to provide an improved method for processing electrically conductive sheet metal blanks, in particular for heat treatment that is improved in terms of energy efficiency, variability and quality of the results, in preparation for a hot forming process.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass bei einem Verfahren der eingangs genannten Art die Blechplatine während des Beheizungsschritts eine oder mehrere Perforationen und/oder eine oder mehrere Nuten aufweist. Hierdurch eröffnen sich eine Vielzahl von Möglichkeiten, sowohl eine besonders homogene Erwärmung, als auch eine gezielt inhomogene (temperaturgraduierte) Erwärmung einer Blechplatine oder von Teilbereichen der Blechplatine zu ermöglichen. Das erfindungsgemäße Verfahren eröffnet dabei die Möglichkeit, einfache oder komplex geformte Rohlinge für einen Warmumformprozess mit einer Erwärmung zu bearbeiten und bereitzustellen und hierdurch die späteren Materialeigenschaften gezielt vorzubereiten.The object is achieved in that, in a method of the type mentioned at the outset, the sheet metal blank has one or more perforations and/or one or more grooves during the heating step. This opens up a multitude of possibilities for enabling both particularly homogeneous heating and targeted inhomogeneous (temperature-graduated) heating of a sheet metal blank or partial areas of the sheet metal blank. The method according to the invention opens up the possibility of processing and preparing simple or complex-shaped blanks for a hot forming process with heating and thereby specifically preparing the subsequent material properties.

Die erfindungsgemäßen Perforationen und/oder Nuten erlauben je nach Anordnung und Ausgestaltung, die Stromdichteverteilung in der beheizten Blechplatine gezielt zu beeinflussen und somit in dem Beheizungsschritt vielfältige Vorbereitungen für eine folgende Warmumformung und/oder ein Härten vorzubereiten. Zudem wird ermöglicht, dass eine Blechplatine mit einfacher Geometrie, beispielsweise eine rechteckige Blechplatine, mit im Übrigen einfachen und kostengünstigen Mitteln resistiv erwärmt wird, anschließend in einer Warmumformung aber dennoch ein Rohling mit komplexer Geometrie bereitgestellt und umgeformt werden kann.Depending on the arrangement and design, the perforations and/or grooves according to the invention allow the current density distribution in the heated sheet metal blank to be influenced in a targeted manner and thus prepare a variety of preparations for subsequent hot forming and/or hardening in the heating step. In addition, it is possible for a sheet metal blank with a simple geometry, for example a rectangular sheet metal blank, to be resistively heated using otherwise simple and inexpensive means, but a blank with a complex geometry can then be provided and formed in hot forming.

Die eingesetzte Blechplatine erstreckt sich dabei in Dickenrichtung mit einer Blechdicke und erstreckt sich flächig in Ebenenausdehnung, das heißt beispielsweise bei einer rechteckigen Blechplatine sowohl in Längenrichtung und Breitenrichtung. Die Ebenenausdehnung umfasst insoweit sämtliche orthogonal zur Dickenrichtung orientierten Richtungen, in denen sich somit die Blechplatine im flachen und und verformten Zustand erstreckt. Die Blechdicke beträgt häufig weniger als 5 mm, oft auch weniger als 3 mm. Die Blechplatine weist eine Blechoberseite und eine Blechunterseite auf, die um die Blechdicke voneinander beabstandet sind. Häufig, jedoch nicht notwendigerweise, ist die Blechdicke in Ebenenrichtung konstant und die Blechoberseite und die Blechunterseite sind parallel zueinander angeordnet.The sheet metal blank used extends in the thickness direction with a sheet metal thickness and extends over a planar extent, that is, for example, in the case of a rectangular sheet metal blank, both in the longitudinal direction and in the width direction. In this respect, the extent of the plane includes all directions oriented orthogonally to the direction of thickness, in which the sheet metal blank extends in the flat and deformed state. The sheet metal thickness is often less than 5 mm, often less than 3 mm. The metal blank has a top side and a bottom side of the sheet metal, which are spaced apart from one another by the thickness of the sheet metal. Frequently, but not necessarily, the plate thickness is constant in the direction of the plane, and the plate top and the plate bottom are arranged parallel to one another.

Die Stromzuführungselektrode bzw. die mehreren Stromzuführungselektroden und die Stromabführungselektrode bzw. die mehreren Stromabführungselektroden dienen zum elektrisch leitenden Kontaktieren der Blechplatine. Es kann sich dabei beispielsweise jeweils um an der Blechplatine verschraubte oder an gedrückte Elektroden oder eine Kombination daraus handeln. Stromzuführungselektrode bzw. die mehreren Stromzuführungselektroden und die Stromabführungselektrode bzw. die mehreren Stromabführungselektroden ist bzw. sind dabei mit einer elektrischen Stromquelle derart verbunden, dass zwischen wenigstens einer Stromzuführungselektrode und wenigstens einer Stromabführungselektrode eine elektrische Spannungsdifferenz anliegt. Somit ist ein elektrischer Stromfluss zwischen der oder den Stromzuführungselektroden und der oder den Stromabführungselektroden möglich.The power supply electrode or the multiple power supply electrodes and the power drain electrode or the multiple power drain electrodes are used for electrically conductive contacting of the metal plate. For example, these can be electrodes screwed or pressed onto the metal plate, or a combination thereof. The current supply electrode or the plurality of current supply electrodes and the current discharge electrode or the plurality of current discharge electrodes is or are connected to an electrical current source in such a way that there is an electrical voltage difference between at least one current supply electrode and at least one current discharge electrode. An electric current can thus flow between the current supply electrode or electrodes and the current discharge electrode or electrodes.

Beispielsweise kann in einer ersten Variante eine Stromzuführungselektrode an einem ersten Randbereich der Blechplatine kontaktiert werden und eine Stromabführungselektrode an einem zweiten Randbereich der Blechplatine kontaktiert werden, sodass sich bei dem Beheizungsschritt zwischen dem ersten Randbereich und dem zweiten Randbereich ein in Ebenenausdehnung orientierter elektrischer Stromfluss einstellt und die Blechplatine resistiv beheizt. Sowohl die Stromzuführungselektrode, als auch die Stromabführungselektrode kann bzw. können die Blechplatine an der Blechoberseite und/oder Blechunterseite mittig, anstatt in einem Randbereich, kontaktieren. Ebenfalls beispielsweise kann in einer zweiten Variante die Blechplatine zwischen einer walzenförmigen Stromzuführungselektrode und einer walzenförmigen Stromabführungselektrode hindurch geführt werden, sodass sich ein elektrischer Stromfluss entlang der Dickenrichtung der Blechplatine zwischen den Elektroden einstellt und die Platine beim Hindurchführen an dem jeweils zwischen den Elektroden befindlichen Bereich resistiv beheizt wird und nach dem Hindurchführen flächig erwärmt worden ist.For example, in a first variant, a current supply electrode can be contacted on a first edge area of the sheet metal blank and a current discharge electrode can be contacted on a second edge area of the sheet metal blank, so that during the heating step between the first edge area and the second edge area an electrical current flow oriented in the plane extension is established and the Sheet metal resistively heated. Both the current supply electrode and the current discharge electrode can make contact with the metal plate on the upper side and/or underside of the sheet metal in the middle, instead of in an edge region. Also, for example, in a second variant, the sheet metal blank can be passed between a cylindrical current supply electrode and a cylindrical current discharge electrode, so that an electric current flow along the thickness direction of the sheet metal blank between the electrodes is set up and the blank is resistively heated in the area between the electrodes as it is passed through is and has been heated flatly after being passed through.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kommen Blechplatinen zum Einsatz, die ein metallenes Platinenmaterial aufweisen, welches somit elektrisch leitfähig ist. Das Platinenmaterial kann sowohl ein Eisenwerkstoff, beispielsweise unlegierter, niedriglegierter oder hochlegiert Stahl, als auch ein Nichteisenwerkstoff sein, beispielsweise Magnesium oder eine Magnesiumlegierung. Der Begriff des Platinenmaterials kann hierbei sowohl homogen verteilte Materialien meinen, schließt ebenfalls jedoch auch inhomogene oder mehrlagige oder mit einer Beschichtung versehene Materialien gleichfalls mit ein.In the method according to the invention, sheet metal blanks are used which have a metal blank material which is therefore electrically conductive. The board material can be both a ferrous material, such as unalloyed, low-alloy or high-alloy steel, and a non-ferrous material, such as magnesium or a magnesium alloy. The term blank material can mean both homogeneously distributed materials, but also includes inhomogeneous or multi-layered materials or materials provided with a coating.

Die Perforationen und/oder die Nuten erstrecken sich in Dickenrichtung in die Blechplatine hinein. Insbesondere sind die Perforationen und/oder die Nuten flächig in Ebenenausdehnung über die Blechplatine verteilt angeordnet.The perforations and/or the grooves extend into the sheet metal blank in the thickness direction. In particular, the perforations and/or the grooves are distributed over the sheet metal blank in a planar extent.

Die Perforationen stellen durchgehende Ausnehmungen in dem Platinenmaterial dar und erstrecken sich über die gesamte Dickenrichtung der Blechplatine, also ausgehend von der Blechoberseite bis zur Blechunterseite. Derartige Perforationen stellen somit lichte Bereiche dar, die sich durch das Platinenmaterial hindurch erstrecken. Derartige Perforationen können beispielsweise in Dickenrichtung der Blechplatine durchgehende Durchgangslöcher oder durchgehende Schlitze in dem Platinenmaterial sein.The perforations represent continuous recesses in the blank material and extend over the entire thickness direction of the sheet metal blank, ie starting from the top side of the sheet metal to the bottom side of the sheet metal. Such perforations thus represent clear areas that extend through the circuit board material. Perforations of this type can, for example, be through-holes or continuous slots in the board material in the thickness direction of the sheet metal blank.

Nuten sind demgegenüber Ausnehmungen, die sich in Dickenrichtung nur in einen Teil der Blechdicke in die Blechplatine hinein erstrecken. Derartige Nuten können sich von der Blechobeiseite und/oder von der Blechunterseite in die Blechplatine hinein erstrecken. Somit können Nuten grundsätzlich wie die Perforationen ausgestaltet sein mit der Ausnahme, dass sie sich nicht als durchgehend lichte Ausnehmungen von der Blechoberseite zu der Blechunterseite erstrecken. Beispielsweise können die Nuten von der Blechoberseite ausgehend in Dickenrichtung in die Blechplatine eingebracht sein und vor Erreichen der Blechunterseite enden, sodass im weiteren Verlauf in Dickenrichtung unter der Nut bis hin zu der Blechunterseite noch Platinenmaterial verbleibt. Ebenso können die Nuten von der Blechunterseite ausgehend in Dickenrichtung in die Blechplatine eingebracht sein und vor Erreichen der Blechoberseite enden, so dass im weiteren Verlauf in Dickenrichtung bis hin zu der Blechoberseite noch Platinenmaterial verbleibt. Auch ist möglich, dass in Dickenrichtung Nuten einander gegenüberliegend sowohl von der Blechunterseite, als auch von der Blechoberseite eingebracht sind. In diesem Fall verbleibt noch Platinenmaterial zwischen der sich von der Blechoberseite in die Blechplatine hinein erstreckende Nut und der sich von der Blechunterseite in die Blechplatine hinein erstreckenden Nut, also zwischen der Blechoberseite und der Blechunterseite.Grooves, on the other hand, are recesses that extend in the direction of thickness into the sheet metal blank only over part of the sheet metal thickness. Such grooves can extend from the side of the sheet metal and/or from the underside of the sheet metal into the sheet metal blank. Thus, grooves can basically be configured like the perforations, with the exception that they do not extend as continuously clear recesses from the upper side of the sheet metal to the lower side of the sheet metal. For example, the grooves can be made in the sheet metal blank starting from the sheet metal top in the thickness direction and end before reaching the sheet metal underside, so that blank material still remains in the further course in the thickness direction under the groove up to the sheet metal underside. The grooves can also be made in the sheet metal blank starting from the underside of the sheet in the direction of thickness and end before reaching the top of the sheet, so that blank material still remains in the further course in the thickness direction up to the top of the sheet. It is also possible for grooves to be introduced opposite one another in the thickness direction, both from the underside of the sheet metal and from the top side of the sheet metal. In this case, blank material still remains between the groove extending from the upper side of the sheet into the blank and the groove extending from the underside of the sheet into the blank, ie between the upper side and the underside of the sheet.

Je nach gewünschtem Effekt auf die Beheizung der Blechplatine bzw. von Bereichen der Blechplatine können die Perforationen und/oder die Nuten in Bereichen der Blechplatine flächig verteilt angeordnet sein oder vereinzelt, in Linien oder sonstigen Mustern angeordnet werden. Fließt beispielsweise bei einer gewöhnlichen Blechplatine ohne erfindungsgemäße Perforationen und/oder Nuten eine bestimmte Stromdichte durch einen Querschnitt zwischen der Stromzuführungselektrode und der Stromabführungselektrode, so ist durch die erfindungsgemäßen Perforationen und/oder Nuten die Stromdichtverteilung in diesem Querschnitt beeinflusbar.Depending on the desired effect on the heating of the sheet metal blank or areas of the sheet metal blank, the perforations and/or the grooves in areas of the sheet metal blank can be arranged in a distributed manner or individually, arranged in lines or other patterns. If, for example, a certain current density flows through a cross section between the current supply electrode and the current discharge electrode in an ordinary metal plate without perforations and/or grooves according to the invention, the current density distribution in this cross section can be influenced by the perforations and/or grooves according to the invention.

Auch können bei entsprechender Ausgestaltung Perforationen und/oder Nuten zur Vorbereitung eines auf den Beheizungsschritt folgenden Warmumformschritts dienen, um eine komplexe dreidimensionale Geometrie zu erzeugen.With an appropriate design, perforations and/or grooves can also be used to prepare for a hot forming step that follows the heating step, in order to produce a complex three-dimensional geometry.

Dabei hat das erfindungsgemäße Verfahren die Vorteile, dass die resistive Beheizung auf einfache und kostengünstige Art und Weise in bestehende Umformprozesse integrierbar ist.The method according to the invention has the advantage that the resistive heating can be integrated into existing forming processes in a simple and cost-effective manner.

Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Blechplatine, die zur Bearbeitung in dem vorgenannten erfindungsgemäßen Verfahren oder in einem Verfahren gemäß den nachfolgenden Weiterbildungen eingerichtet ist. Insbesondere weist die erfindungsgemäße Blechplatine eine oder mehrere der Perforationen und/oder eine oder mehrere der Nuten auf. Die eine oder mehreren Perforationen und/oder die eine oder mehreren Nuten sind gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgebildet.The object is also achieved by a sheet metal blank that is set up for processing in the aforementioned method according to the invention or in a method according to the following developments. In particular, the sheet metal blank according to the invention has one or more of the perforations and/or one or more of the grooves. The one or more perforations and/or the one or more grooves are formed according to the method of the invention.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die geometrische Anordnung einer oder mehrerer der Perforationen und/oder einer oder mehrerer der Nuten eine Sollbruchkontur bilden, die einen Rohlingsbereich der Blechplatine gegenüber der außerhalb des Rohlingsbereichs liegenden Rohlingsumgebung der Blechplatine begrenzt oder begrenzen.In a further development of the invention, it is provided that the geometric arrangement of one or more of the perforations and/or one or more of the grooves form a predetermined breaking contour which delimits or delimits a blank area of the metal blank in relation to the area surrounding the blank of the metal blank which is outside the blank area.

Entlang der Sollbruchkontur ist der Rohlingsbereich besonders einfach mit mechanischen Kräften, wie sie beispielsweise beim Tiefziehen auftreten können, aus der Blechplatine heraustrennbar. Die Nuten und/oder Perforationen, die die Sollbruchkontur bilden, haben somit die Funktion, dass die Blechplatine in ihrer Stabilität geschwächt ist und zur Bewerkstelligung einer Warmumformung nach dem Erhitzen ein Teilbereich der Blechplatine aus der Blechplatine durch Scherkräfte und/oder Zugkräfte heraus trennbar ist.Along the predetermined breaking contour, the blank area can be separated from the metal blank particularly easily using mechanical forces, such as can occur during deep-drawing. The grooves and/or perforations that form the predetermined breaking contour therefore have the function that the sheet metal blank is weakened in its stability and a partial area of the sheet metal blank can be separated from the sheet metal blank by shearing forces and/or tensile forces after heating to achieve hot forming.

Die Perforationen erlauben somit reduzierten Vorbereitungsaufwand für die Herstellung komplexer Bauteilgeometrien. Beispielsweise entfällt ein im Stand der Technik vor der Erwärmung für die Warmumformung häufig notwendiger Schritt des Herstellens einer komplexen Formplatine. Stattdessen ist vorgesehen, dass mittels der Sollbruchkontur ein Heraustrennen eines komplex geformten Rohlings erst nach dem Beheizungsschritt erfolgt, insbesondere unmittelbar vor oder während eines Warmumformens des vorbereiteten Rohlingsbereichs. Überraschend hat sich in Experimenten gezeigt, dass trotz derartiger Perforationen und/oder Nuten, die ein mechanisches Heraustrennen eines Rohlings mit komplexer Geometrie aus der Blechplatine mit einfacher Geometrie erlauben, eine ausreichend homogene bzw. gezielte Beheizung der gesamten Blechplatine einschließlich des später herauszutrennenden Rohlings möglich ist.The perforations thus allow reduced preparation work for the production of complex component geometries. For example, a step of producing a complex shaped blank, which is often necessary in the prior art prior to heating for hot forming, is omitted. Instead, it is provided that a complex-shaped blank can be cut out by means of the predetermined breaking contour takes place only after the heating step, in particular immediately before or during hot forming of the prepared blank area. Surprisingly, experiments have shown that, despite such perforations and/or grooves, which allow a blank with a complex geometry to be mechanically separated from the metal blank with a simple geometry, a sufficiently homogeneous or targeted heating of the entire metal blank, including the blank to be cut out later, is possible .

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass vor dem Beheizungsschritt eine, mehrere oder alle Perforationen und/oder Nuten der Sollbruchkontur jeweils eine Randfläche des Rohlingsbereichs von jeweils einer Randfläche der Rohlingsumgebung durch eine dazwischenliegende Perforationsbreite oder Nutbreite trennen, wobei die Perforationsbreite oder Nutbreite derart dimensioniert ist, dass bei dem Beheizungsschritt entlang eines Teils oder entlang der gesamten Länge der einen, mehreren oder aller dieser Perforationen oder Nuten jeweils die zugehörige Randfläche des Rohlingsbereichs und die Randfläche der Rohlingsumgebung einander elektrisch leitend kontaktieren und von einem Teil des elektrischen Stroms durchflossen werden.In a further development of the invention, it is provided that before the heating step, one, several or all perforations and/or grooves of the predetermined breaking contour separate an edge surface of the blank area from a respective edge surface of the surrounding area of the blank by an intermediate perforation width or groove width, with the perforation width or groove width being dimensioned in this way is that during the heating step along part or along the entire length of one, several or all of these perforations or grooves, the associated edge surface of the blank area and the edge surface of the surrounding area of the blank make electrically conductive contact with one another and part of the electric current flows through them.

Dies hat den Vorteil, dass auch in dem Rohlingsbereich eine starke, insbesondere homogene, Beheizung und somit homogene Temperaturverteilung gegenüber der Rohlingsumgebung der Blechplatine erzielt wird. Die Rohlingsumgebung ist dabei derjenige Teil der Blechplatine, der den Rohlingsbereich umgibt.This has the advantage that a strong, in particular homogeneous, heating and thus a homogeneous temperature distribution compared to the area surrounding the blank of the sheet metal blank is also achieved in the blank area. The area surrounding the blank is that part of the sheet metal blank that surrounds the area of the blank.

Trotz der Sollbruchkontur und der damit vor dem Beheizungsschritt einhergehenden geänderten Verteilung des mittleren elektrischen Widerstands entlang der Ebenenausdehnung der Blechplatine kann in dieser Weiterbildung der Erfindung eine weitgehend homogene Temperaturverteilung erzielt werden. Der vor dem Beheizungsschritt durch die Sollbruchkontur erhöhte mittlere elektrische Widerstand aufgrund der Ausnehmungen im Platinenmaterial wird somit während des Beheizungsschritts reduziert. Hierzu ist es von Vorteil, wenn die Perforationen und/oder die Nuten eine schmale Perforationsbreite oder Nutbreite aufweisen. Durch das beginnende Beheizen bei dem Beheizungsschritt werden durch Wärmeleitung in der Blechplatine und die damit auch fortschreitende Wärmeausdehnung des Platinenmaterials im Bereich um die Perforationen bzw. Nuten der Sollbruchkontur herum die Perforationen und/oder Nuten zumindest teilweise geschlossen. Dies geschieht, indem jeweils bei einer Perforation oder Nut die Randfläche des Rohlingsbereichs - also die vom Rohlingsbereich in die Perforation oder Nut hinein orientierte Fläche - mit der Randfläche der Rohlingsumgebung - also der außerhalb des Rohlingsbereichs angeordneten und in die Perforation oder Nut hinein orientierten Fläche - aneinandergedrückt werden und einander galvanisch kontaktieren. Folglich ergibt sich, dass die zuvor bei Raumtemperatur noch durch die Perforationsbreite galvanisch getrennten Randflächen einander berühren und galvanisch kontaktieren. Somit ist in dieser Weiterbildung während des Beheizungsschritts durch den wärmeausdehnungsbedingten vorteilhaften Beitrag zur elektrischen Stromleitung eine deutlich homogenere Stromdichteverteilung durch die gesamte Blechplatine einschließlich der Sollbruchkontur erzielbar, als wenn die Randflächen der Rohlingsumgebung und des Rohlings einander mangels einer Dimensionierung gemäß dieser Weiterbildung der Erfindung nicht galvanisch kontaktieren würden.Despite the predetermined breaking contour and the change in distribution of the average electrical resistance along the plane extension of the sheet metal blank that accompanies it before the heating step, a largely homogeneous temperature distribution can be achieved in this development of the invention. The average electrical resistance, which was increased by the predetermined breaking contour before the heating step due to the recesses in the circuit board material, is thus reduced during the heating step. To this end, it is advantageous if the perforations and/or the grooves have a narrow perforation width or groove width. The beginning of the heating in the heating step causes the perforations and/or grooves to be at least partially closed in the area around the perforations or grooves of the predetermined breaking contour due to heat conduction in the sheet metal blank and the consequent progressive thermal expansion of the blank material. This is done by connecting the edge surface of the blank area - i.e. the surface oriented from the blank area into the perforation or groove - to the edge surface of the surrounding area of the blank - i.e. the surface arranged outside of the blank area and oriented into the perforation or groove - in the case of a perforation or groove. are pressed together and contact each other galvanically. As a result, the edge surfaces that were previously galvanically isolated at room temperature by the width of the perforation touch and make galvanic contact with one another. Thus, in this development during the heating step, due to the thermal expansion-related advantageous contribution to the electrical current conduction, a significantly more homogeneous current density distribution can be achieved through the entire sheet metal blank including the predetermined breaking contour than if the edge surfaces of the surrounding area of the blank and the blank are not in galvanic contact with one another due to a lack of dimensioning according to this development of the invention would.

Die Perforationsbreite oder Nutbreite kann der Fachmann hierbei empirisch so wählen, dass sich in Abhängigkeit der gewünschten Zieltemperatur des Beheizungsschritts eine ausreichend homogene Temperaturverteilung einstellt. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass bei einem Platinenmaterial mit einem hohen Temperaturausdehnungskoeffizienten oder bei sehr hohen zu erreichenden Zieltemperaturen beim Beheizungsschritt auch eine große Perforationsbreite oder Nutbreite durch die stattfindende Wärmeausdehnung des Platinenmaterials ausgeglichen werden kann. Demgegenüber kann bei geringeren Temperaturausdehnungskoeffizienten oder geringeren angestrebten Zieltemperaturen des Beheizungsschritts auch eine besonders geringe Perforationsbreite notwendig sein, damit der genannte Effekt einer homogenen Stromdichteverteilung eintritt.The person skilled in the art can select the perforation width or groove width empirically in such a way that a sufficiently homogeneous temperature distribution is set depending on the desired target temperature of the heating step. This can mean, for example, that with a circuit board material with a high thermal expansion coefficient or with very high target temperatures to be achieved during the heating step, a large perforation width or groove width can also be compensated for by the thermal expansion of the circuit board material taking place. In contrast, in the case of lower temperature expansion coefficients or lower desired target temperatures of the heating step, a particularly small perforation width may also be necessary in order for the stated effect of a homogeneous current density distribution to occur.

Beispielhafte haben Experimente ergeben, dass in einer Blechplatine mit einer Blechdicke von 1 mm aus Titan als das Platinenmaterial bei schlitzförmigen Perforationen mit einer Schlitzlänge als die Perforationslänge von 5 mm bei dem Beheizungsschritt auf eine Zieltemperatur von 900 °C die Perforationsbreite mit 0,1 mm bis 0,2 mm ausreichend gering gewählt war, so dass die Homogenität der Temperaturverteilung vorteilhaft beeinflusst wurde gegenüber Experimenten, bei denen dickere Perforationen oder Nuten in der Blechplatine angeordnet waren, die mit Sicherheit nicht zu wärmeausdehnungsbedingtem Kontaktieren der Wandungen beim Beheizungsschritt führen. Die Messungen haben gezeigt, dass sich über den gesamten Platinenbereich Temperaturabweichungen von der Zieltemperatur nach oben und unten von nicht mehr als 15 °C einstellten.Exemplary experiments have shown that in a sheet metal blank with a sheet thickness of 1 mm made of titanium as the blank material with slit-shaped perforations with a slit length as the perforation length of 5 mm in the heating step to a target temperature of 900 ° C, the perforation width with 0.1 mm to 0.2 mm was chosen to be sufficiently small, so that the homogeneity of the temperature distribution was favorably influenced compared to experiments in which thicker perforations or grooves were arranged in the sheet metal blank, which certainly do not lead to thermal expansion-related contacting of the walls during the heating step. The measurements showed that there were temperature deviations from the target temperature above and below no more than 15 °C over the entire board area.

Somit gestattet die Weiterbildung, dass eine Blechplatine mit einfacher Geometrie auf einfache und kostengünstige Art und Weise resistiv mittels anklemmbarer oder anschraubbaren Elektroden mittels in Ebenenausdehnung fließendem elektrischem Strom besonders homogen beheizt werden kann, und zwar überraschenderweise selbst dann, wenn eine Sollbruchkontur zum einfachen Heraustrennen eines Rohlings aus der Blechplatine vor oder bei einer darauffolgenden Warmumformung vorgenommen wurde.Thus, the development allows a metal plate with a simple geometry to be resistively connected in a simple and cost-effective manner by means of electrodes that can be clamped or screwed on can be heated particularly homogeneously by means of electric current flowing in the plane, surprisingly even if a predetermined breaking contour for easy removal of a blank from the sheet metal blank has been made before or during subsequent hot forming.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die geometrische Anordnung einer oder mehrerer der Perforationen und/oder einer oder mehrerer der Nuten einen Linienverlauf oder mehrere Linienverläufe bilden.In a further development of the invention, it is provided that the geometric arrangement of one or more of the perforations and/or one or more of the grooves form a line or several lines.

Hierdurch ist eine definierte Geometrie des Rohlingsbereichs und somit des aus der Blechplatine heraus trennbaren Rohlings für eine Warmumformung besonders einfach definierbar. Der Linienverlauf beschreibt somit die Kontur des Rohlingsbereichs. Entlang des Linienverlaufs wird der Rohlingsbereich während des Beheizungsschrittes als Bestandteil der Blechplatine mechanisch gehalten und ist insofern mitsamt der Blechplatine handhabbar und beheizbar. Damit besteht der Vorteil, dass auch ein sehr komplexer Rohling durch den Linienverlauf oder die mehrere Linienverläufe als Rohlingsbereich in einer Blechplatine definierbar ist, beispielsweise mit schlanken Ausläufern, der wesentlich schwieriger zu handhaben und insbesondere auch wesentlich schwieriger homogen zu beheizen wäre, falls er nicht für den Beheizungsschritt erfindungsgemäß in der Blechplatine eingebettet bliebe.As a result, a defined geometry of the blank area and thus of the blank that can be separated from the sheet metal blank for hot forming can be defined in a particularly simple manner. The course of the line thus describes the contour of the blank area. During the heating step, the blank area is mechanically held along the course of the line as part of the sheet metal blank and can be handled and heated together with the sheet metal blank. This has the advantage that even a very complex blank can be defined as a blank area in a sheet metal blank by the course of the line or several courses of lines, for example with slender extensions, which would be much more difficult to handle and, in particular, much more difficult to heat homogeneously if it were not for according to the invention would remain embedded in the sheet metal blank during the heating step.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass entlang des Linienverlaufs oder entlang wenigstens eines der Linienverläufe zwischen aufeinander folgenden Perforationen und/oder Nuten sich jeweils ein Verbindungssteg aus Platinenmaterial befindet. Insbesondere sind entlang des Linienverlaufs jeweils abwechselnd eine Perforation oder eine Nut mit einem Verbindungssteg, und dieser Verbindungssteg wiederum mit einer Perforation oder einer Nut aufeinander fortfolgend angeordnet. Es können somit gemischt teilweise Perforationen und Nuten sich mit Verbindungsstegen abwechseln. Ebenso können sich lediglich Perforationen mit Verbindungsstegen abwechseln. Auch ist möglich, dass sich nur Nuten mit Verbindungsstegen abwechseln. Die Verbindungsstege haben eine mechanisch tragende Funktion für den Rohlingsbereich innerhalb der Blechplatine. Weiterhin wird durch den Verbindungsweg ermöglicht, dass während des Beheizungsschrittes und der Wärmeausdehnung des Platinenmaterials mit einhergehender galvanischen Kontaktierung der Randflächen eine Kraftübertragung durch die Verbindungsstegen bewerkstelligt wird. Insbesondere können die Druckkräfte, mit denen die Randflächen des Rohlings Bereichs und der Rohlings Umgebung beim galvanischen Kontaktieren aneinandergedrückt werden, durch über die Verbindungsstege laufende Zugkräfte im Sinne eines Kraftflusses ausgeglichen werden.In a development of the invention, it is provided that a connecting web made of circuit board material is located along the course of the line or along at least one of the courses of the line between successive perforations and/or grooves. In particular, a perforation or a groove with a connecting web, and this connecting web in turn with a perforation or a groove, are arranged alternately along the course of the line. It can thus mixed partial perforations and grooves alternate with connecting webs. Likewise, only perforations can alternate with connecting webs. It is also possible that only grooves alternate with connecting webs. The connecting webs have a mechanically supporting function for the blank area within the sheet metal blank. Furthermore, the connection path makes it possible for power to be transmitted through the connection webs during the heating step and the thermal expansion of the circuit board material with associated galvanic contacting of the edge surfaces. In particular, the compressive forces with which the edge surfaces of the area of the blank and the surrounding area of the blank are pressed against one another during galvanic contact can be compensated for by tensile forces running over the connecting webs in the sense of a force flow.

Weiterhin leisten die Verbindungsstege den technischen Beitrag, dass zu Beginn des Beheizungsschrittes, wenn das Kontaktieren der Randflächen noch nicht von statten gegangen ist und somit wegen des vergrößerten elektrischen Widerstands zunächst nur geringere Ströme durch den Rohlingsbereich fließen und vorwiegend die Rohlingsumgebung beheizt wird, durch Wärmeleitung von der Rohlingsumgebung über die Verbindungsstege in den Rohlingsbereich hinein nach und nach auch der Rohlingsbereich in der Nähe der Sollbruchkontur beheizt und das galvanische Kontaktieren der Randflächen begünstigt werden.Furthermore, the connecting webs make the technical contribution that at the beginning of the heating step, when the contacting of the edge surfaces has not yet taken place and thus initially only lower currents flow through the blank area due to the increased electrical resistance and predominantly the area around the blank is heated, by heat conduction from the surrounding area of the blank via the connecting webs into the blank area, the blank area in the vicinity of the predetermined breaking contour is gradually heated and the galvanic contacting of the edge surfaces is promoted.

Diesen technischen Beitrag kann analog ebenfalls ein Nutgrund leisten, wenn das Kontaktieren der Randflächen einer Nut noch nicht von statten gegangen ist und somit wegen des durch die Nut vergrößerten elektrischen Widerstands zunächst nur geringere Ströme durch den Rohlingsbereich fließen und vorwiegend die Rohlingsumgebung beheizt wird. Hierbei kann durch Wärmeleitung von der Rohlingsumgebung über den Nutgrund in den Rohlingsbereich hinein nach und nach auch der Rohlingsbereich in der Nähe der Sollbruchkontur beheizt und das galvanische Kontaktieren der Randflächen begünstigt werden. In dem denkbaren Fall, dass der Linienverlauf als eine einzige durchgehende Nut ausgestaltet ist, kommt lediglich dem Nutgrund diese Funktion zu. Weist der Linienverlauf mehrere Nuten auf, die durch Verbindungsstege getrennt sind, so wird diese Wärmeleitung aus der Rohlingsumgebung in den Rohlingsbereich kombiniert durch die Nutgründe der Nuten und die Verbindungsstege geleistet. In ebenfalls denkbaren Fällen, in denen lediglich Perforationen abwechselnd mit Verbindungsstegen den Linienverlauf bilden, wird diese Wärmeleitung aus der Rohlingsumgebung in den Rohlingsbereich allein durch die Verbindungsstege geleistet.A groove bottom can also make this technical contribution if contact has not yet been made with the edge surfaces of a groove and therefore initially only lower currents flow through the area of the blank due to the increased electrical resistance due to the groove and the area surrounding the blank is primarily heated. Heat conduction from the surrounding area of the blank via the base of the groove into the area of the blank can also gradually heat the area of the blank near the predetermined breaking contour and promote galvanic contacting of the edge surfaces. In the conceivable case that the course of the line is designed as a single continuous groove, only the base of the groove has this function. If the course of the line has a plurality of grooves which are separated by connecting webs, then this thermal conduction from the surroundings of the blank into the area of the blank is combined by the bases of the grooves and the connecting webs. In likewise conceivable cases, in which only perforations alternating with connecting webs form the course of the line, this thermal conduction from the surroundings of the blank into the area of the blank is provided solely by the connecting webs.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verhältnis aus der entlang der Sollbruchkontur summierten Länge der Perforationen und der entlang der Sollbruchkontur summierten Länge der Verbindungsstege größer als 1 und kleiner als 20 ist, insbesondere größer als 2 und kleiner als 8 ist, weiter insbesondere größer als 4 und kleiner als 7 ist. Dieses Verhältnis betrifft den Fall, dass der Linienverlauf lediglich Perforationen und Verbindungsstegen aufweist.In a development of the invention, it is provided that the ratio of the total length of the perforations along the predetermined breaking contour and the total length of the connecting webs along the predetermined breaking contour is greater than 1 and less than 20, in particular greater than 2 and less than 8, more particularly is greater than 4 and less than 7. This relationship applies to the case that the course of the line only has perforations and connecting webs.

Dieses Verhältnis bildet somit ab, ein wievielfaches der Längenanteil an Perforationen im Verhältnis zu Verbindungsstegen an dem Linienverlauf beträgt. Je größer dieses Verhältnis ist, desto leichter ist der Rohlingsbereich aus der Rohlingsumgebung mechanisch heraustrennbar, da verhältnismäßig wenig Material der Verbindungsstege getrennt werden muss. Zugleich wird, je größer dieses Verhältnis ist, der elektrische Widerstand über den Linienverlauf bzw. die soll Bruchkontur vergrößert, da im unerhitzten Zustand anteilig weniger Material der Verbindungsstege für das Leiten von elektrischem Strom in Richtung der Ebenenausdehnung zwischen Rohlingsbereich und Rohlingsumgebung vorhanden ist. Somit gewinnt, je größer dieses Verhältnis gewählt ist, die wärmeausdehnungsbedingte galvanischen Kontaktierung der Randflächen für eine sich daraufhin einstellende zusätzliche Leitung elektrischen Stroms zwischen der Rohlingsumgebung und dem Rohlingsbereich an Bedeutung für das Erzielen einer homogenen oder gezielt graduierten Temperaturverteilung in dem Rohlingsbereich für eine anschließende Warmumformung.This ratio thus shows how many times the length of perforations is in relation to connecting webs on the course of the line. The larger this ratio is, the easier it is to mechanically separate the blank area from the blank environment, since it is proportionate little material of the connecting webs has to be separated. At the same time, the greater this ratio, the greater the electrical resistance along the course of the line or the intended fracture contour, since in the unheated state there is proportionally less material in the connecting webs for conducting electrical current in the direction of the plane expansion between the area of the blank and the area surrounding the blank. Thus, the larger this ratio is selected, the greater the importance of the thermal expansion-related galvanic contacting of the edge surfaces for a subsequent additional conduction of electrical current between the area surrounding the blank and the area of the blank for achieving a homogeneous or specifically graduated temperature distribution in the area of the blank for subsequent hot forming.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine oder mehrere der Perforationen und/oder eine oder mehrere der Nuten wenigstens eine flächige Hochwiderstandszone in der Blechplatine bilden, welche in der zwischen einer oder der Stromzuführungselektrode und einer oder der Stromabführungselektrode verlaufenden Hauptstromrichtung einen grö-ßeren mittleren elektrischen Widerstand aufweist als eine in Querrichtung zur Hauptstromrichtung benachbart zu der Hochwiderstandszone befindliche korrespondierende Hochstromzone.In a development of the invention, it is provided that one or more of the perforations and/or one or more of the grooves form at least one planar high-resistance zone in the metal plate, which has a larger current direction in the main current direction running between one or the current supply electrode and one or the current discharge electrode has medium electrical resistance as a corresponding high-current zone located in the transverse direction to the main current direction adjacent to the high-resistance zone.

Diese Weiterbildung der Erfindung kann sowohl ergänzend zu den vorgenannten Weiterbildungen verwirklicht werden, als auch ohne die vorgenannten Weiterbildungen. Insofern handelt es sich bei den Perforationen und/oder Nuten dieser Weiterbildung nicht notwendigerweise um dieselben Perforationen und/oder dieselben Nuten gemäß der vorangehenden Weiterbildungen der Erfindung, sondern diese können unabhängig davon in einer Blechplatine angeordnet sein, also denkbarerweise ohne eine Sollbruchkontur mit einem Rohlingsbereich.This development of the invention can be implemented both in addition to the aforementioned developments and without the aforementioned developments. In this respect, the perforations and/or grooves of this development are not necessarily the same perforations and/or the same grooves as in the previous developments of the invention, but they can be arranged independently of this in a sheet metal blank, i.e. conceivable without a predetermined breaking contour with a blank area.

Diese Weiterbildung ermöglicht, dass verschiedene Bereiche der Blechplatine gezielt mit verschieden starken Stromdichten und somit Heizleistungsdichten in dem Beheizungsschritt beheizbar sind. Bei einer Blechplatine mit bestimmten Abmessungen und bestimmten Parametern zur resistiven Beheizung wird sich in Ebenenausdehnung der Blechplatine ein bestimmtes optimiertes Stromdichteprofil einstellen. Hierbei wird vorteilhafterweise erreicht, dass sich in der Hochstromzone eine höhere Stromdichte in dem Platinenmaterial einstellt als in der Hochwiderstandszone. Somit wird erreicht, dass in der Hochstromzone eine höhere Heizleistungsdichte an das Platinenmaterial abgegeben wird als in der Hochwiderstandszone. Somit ist in dem Beheizungsschritt eine derartige Beheizung der Blechplatine möglich, dass in der Hochstromzone eine hohe Hochstromzonen-Zieltemperatur erreichbar ist, während in der Hochwiderstandszone eine wesentlich geringere Hochwiderstandszonen-Zieltemperatur erreicht wird. In diesem Sinne stellt eine Unterteilung der Blechplatine in eine Hochstromzone und eine Hochwiderstandszone eine Unterteilung der Blechplatine in verschiedene Temperaturzonen für den Beheizungsschritt und ggf. für eine bzw. die Warmumformung dar.This development makes it possible for different areas of the sheet metal blank to be heated in a targeted manner with current densities of different strengths and thus heating power densities in the heating step. In the case of a metal plate with specific dimensions and specific parameters for resistive heating, a specific optimized current density profile will be set in the planar extent of the metal plate. This advantageously achieves a higher current density in the circuit board material in the high-current zone than in the high-resistance zone. It is thus achieved that in the high-current zone a higher heating power density is delivered to the circuit board material than in the high-resistance zone. It is thus possible in the heating step to heat the sheet metal blank in such a way that a high high-current zone target temperature can be achieved in the high-current zone, while a significantly lower high-resistance zone target temperature is achieved in the high-resistance zone. In this sense, a subdivision of the sheet metal blank into a high-current zone and a high-resistance zone represents a division of the sheet metal blank into different temperature zones for the heating step and, if necessary, for hot forming.

Die Hauptstromrichtung ist hierbei die Richtung, entlang derer bei dem Beheizungsschritt die Hochstromzone im Mittel von dem elektrischen Strom von der Stromzuführungselektrode zu der Stromabführungselektrode durchflossen wird.The main direction of current is the direction along which the electric current from the current supply electrode to the current discharge electrode flows through the high current zone on average during the heating step.

Der mittlere elektrische Widerstand in einem Bereich der Blechplatine, insbesondere der Hochstromzone oder der Hochwiderstandszone, ist das sich entlang des jeweiligen Bereichs in Ebenenausdehnung effektiv einstellende Verhältnis aus Spannungsabfall zum Stromfluss. Insbesondere in einem Hochwiderstandsbereich fällt der mittlere elektrische Widerstand gemäß dieser Weiterbildung größer aus als in einem Hochstrombereich, da die Perforationen und/oder Nuten des Hochwiderstandsbereichs in Ebenenausdehnung der Blechplatine eine Verringerung des im Mittel effektiv für den Stromfluss zur Verfügung stehenden Querschnitts an Platinenmaterial bewirken.The average electrical resistance in an area of the metal plate, in particular the high-current zone or the high-resistance zone, is the ratio of voltage drop to current flow that is effectively established along the respective area in the plane extension. In a high-resistance area in particular, the average electrical resistance is greater according to this development than in a high-current area, since the perforations and/or grooves of the high-resistance area in the planar extension of the metal plate cause a reduction in the cross-section of the plate material that is effectively available on average for the current flow.

Die Hochstromzone und die Hochwiderstandszone werden somit zueinander benachbart von jeweils einem Teil des zwischen der Stromzuführungselektrode und der Stromabführungselektrode fließenden Gesamtstroms durchflossen. Hierbei setzt die Hochwiderstandszone einer Potentialdifferenz einen wesentlich größeren elektrischen Widerstand entgegen als die Hochstromzone, so dass der Stromfluss gemäß der Gesetzmäßigkeiten zu elektrischen Feldern vorrangig in der Hochstromzone konzentriert verläuft.A portion of the total current flowing between the current supply electrode and the current drain electrode thus flows through the high current zone and the high resistance zone adjacent to one another. Here, the high-resistance zone opposes a potential difference with a significantly greater electrical resistance than the high-current zone, so that the current flow is primarily concentrated in the high-current zone in accordance with the laws of electric fields.

Beispielsweise wird eine Blechplatine, die in einer anschließenden Warmumformung in nur einem Teilbereich einer Warmumformung durch Streck-Tiefziehen unterzogen werden soll, selektiv in nur diesem umzuformenden Teilbereich signifikant auf die notwendige Temperatur für das Warmumformen erwärmt. Damit ist denkbar, dass nach dem Beheizungsschritt ein warmes Streck-Tiefziehen an diesem Teilbereich der Blechplatine bewerkstelligt wird, um welchen herum der umgebende Bereich der Blechplatine mit einem Niederhalter in einem Streck-Tiefziehwerkzeug festgehalten werden kann. Der Teilbereich für die Warmumformung selber weist dabei keine erfindungsgemäßen Perforationen oder Nuten auf, sondern entspricht einem insofern unbearbeiteten Bereich der Blechplatine. Der mittlere elektrische Widerstand in dem Teilbereich für die Warmumformung wird durch die Perforationen und/oder Nuten der Hochwiderstandszone somit nicht oder nur unwesentlich im Sinne der vorteilhaften Einstellungsmöglichkeit unterschiedlicher Temperaturen in dem Beheizungsschritt geändert. Jedoch sind oder werden benachbart zu dem Teilbereich für die Warmumformung in Ebenenausdehnung flächig verteilte Nuten und/oder Perforationen eingebracht, so dass dort bei dem Beheizungsschritt ein höherer elektrischer Widerstand in Ebenenausdehnung gegeben ist. Der Teilbereich für die Warmumformung und der den Teilbereich umgebende Bereich sind dabei zwischen der Stromzuführungselektrode und der Stromabführungselektrode derart angeordnet, dass in dem Beheizungsschritt unterschiedlich hohen Stromdichten durch den Teilbereich für die Warmumformung und den den Teilbereich umgebenden Bereich flie-ßen. Der Teilbereich für die Warmumformung wird vorteilhafterweise mit einer höheren elektrischen Stromdichte durchflossen als der den Teilbereich umgebende Bereich, der mit einer geringen Stromdichte durchflossen wird. In diesem Sinne stellt der Teilbereich für die Warmumformung eine Hochstromzone gemäß dieser Weiterbildung dar. Der den Teilbereich umgebende Bereich der Blechplatine stellt eine Hochwiderstandszone dar, in der eine wesentlich geringere Stromdichte fließt und folglich wesentlich geringere Heizleistung abgegeben wird. Der Ladungstransport zwischen der Stromzuführungselektrode und der Stromabführungselektrode findet somit hauptsächlich durch die Hochstromzone statt, in der dem elektrischen Potential ein wesentlich geringerer Widerstand entgegengesetzt ist als der den Teilbereich für die Warmumformung umgebende, insbesondere benachbarte, Bereich. Der den Teilbereich für die Warmumformung umgebende Bereich der Blechplatine stellt in diesem Sinne eine Hochwiderstandszone dar. Die Hochstromzone erfährt dabei also eine besonders starke Beheizung im Verhältnis zu der benachbarten Hochwiderstandszone.For example, a sheet metal blank that is to be subjected to hot forming by stretch-deep drawing in a subsequent hot forming in only a partial area is selectively heated significantly to the necessary temperature for the hot forming in only this partial area to be formed. It is therefore conceivable that after the heating step, a warm stretch deep-drawing is carried out on this partial area of the metal blank, around which the surrounding area of the metal blank can be held with a holding-down device in a stretch deep-drawing tool. The partial area for hot forming itself does not have any perforations or grooves according to the invention, but corresponds to an unprocessed area of the sheet metal blank. The average electrical resistance in the sub-range for the The perforations and/or grooves in the high-resistance zone therefore do not change hot forming, or do so only insignificantly, in terms of the advantageous possibility of setting different temperatures in the heating step. However, surface-distributed grooves and/or perforations are or will be made adjacent to the partial area for the hot forming in the plane extension, so that there is a higher electrical resistance in the plane extension during the heating step. The sub-area for the hot forming and the area surrounding the sub-area are arranged between the current supply electrode and the current drain electrode in such a way that in the heating step different current densities flow through the sub-area for the hot forming and the area surrounding the sub-area. The partial area for the hot forming is advantageously traversed with a higher electric current density than the area surrounding the partial area, which is traversed with a low current density. In this sense, the sub-area for hot forming represents a high-current zone according to this development. The area of the sheet metal blank surrounding the sub-area represents a high-resistance zone in which a significantly lower current density flows and consequently significantly lower heating power is emitted. The charge transport between the current supply electrode and the current discharge electrode thus takes place mainly through the high-current zone, in which the electrical potential faces a significantly lower resistance than the area surrounding, in particular adjacent, the sub-area for the hot forming. In this sense, the area of the sheet metal blank surrounding the partial area for the hot forming represents a high-resistance zone. The high-current zone is therefore heated particularly strongly in relation to the adjacent high-resistance zone.

Diese Weiterbildung mit ihren Perforationen und/oder Nuten ist ebenso kombinierbar mit der zuvor genannten Weiterbildung mit weiteren Perforationen und/oder Nuten einer Sollbruchkontur. Insbesondere kann ein entsprechender Rohlingsbereich mittels einer vorgenannten Sollbruchkontur in einer Blechplatine begrenzt sein und der Rohlingsbereich in einer Hochstromzone angeordnet sein. Hierdurch kann eine Blechplatine derart für den Beheizungsschritt und einen Warmumformschritt vorbereitet sein, dass der Rohlingsbereich energiesparend selektiv für eine anschließende Warmumformung erhitzbar ist bzw. erhitzt wird und in dem Warmumformschritt aus der Rohlingsumgebung heraustrennbar ist bzw. herausgetrennt wird. Der Rohlingsbereich kann dabei die Hochstromzone sein oder ganz oder teilweise in der Hochstromzone angeordnet sein. Die Perforationen und/oder Nuten der Sollbruchkontur können dabei derart ausgestaltet sein, dass sie wärmeausdehnungsbedingt wie obengenannt eine sich bei Erwärmung der Blechplatine verbessernde elektrische Leitfähigkeit erlauben, wohingegen die Perforationen und/oder Nuten der Hochwidestandszone eine derart groß gewählte Perforationsbreite oder Nutbreite aufweisen, dass ihre jeweiligen Randflächen einander nicht wärmeausdehnungsbedingt kontaktieren, da dies ungewollt dem größeren elektrischen Widerstands in der Hochwiderstandszone zuwiderliefe.This development with its perforations and/or grooves can also be combined with the previously mentioned development with further perforations and/or grooves of a predetermined breaking contour. In particular, a corresponding blank area can be delimited by means of an aforementioned predetermined breaking contour in a sheet metal blank and the blank area can be arranged in a high-current zone. In this way, a sheet metal blank can be prepared for the heating step and a hot forming step in such a way that the blank area can be selectively heated or heated for subsequent hot forming in an energy-saving manner and can be separated or is separated from the surrounding area of the blank in the hot forming step. The blank area can be the high-current zone or can be arranged entirely or partially in the high-current zone. The perforations and/or grooves of the predetermined breaking contour can be designed in such a way that, due to thermal expansion, as mentioned above, they allow electrical conductivity to improve when the metal plate is heated, whereas the perforations and/or grooves of the high-resistance zone have such a large perforation width or groove width that their respective edge surfaces do not contact each other due to thermal expansion, as this would unintentionally run counter to the greater electrical resistance in the high-resistance zone.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem Beheizungsschritt die wenigstens eine Hochstromzone mit einer um mehr als 30 %, insbesondere mehr als 100 %, weiter insbesondere mehr als 500 % größeren mittleren elektrische Stromdichte durchflossen wird als die wenigstens eine korrespondierende Hochwiderstandszone.In a further development of the invention, it is provided that in the heating step the at least one high-current zone is traversed with an average electrical current density that is more than 30%, in particular more than 100%, more particularly more than 500% greater than the at least one corresponding high-resistance zone.

Diese Unterschiede in der Stromdichte erlauben eine besonders große Differenz zwischen den Heizleistungsdichten, mit denen die Hochstromzone und die Hochwiderstandszone erhitzt werden, bei gleichzeitig ausreichend verbleibendem Platinenmaerial in der Hochwiderstandszone für eine mechanische Stabilität der Blechplatine, insbesondere in Fällen, in denen die Hochwiderstandszone einen Teil einer einen Rohling stützenden Rohlingsumgebung darstellt.These differences in current density allow a particularly large difference between the heating power densities with which the high-current zone and the high-resistance zone are heated, while at the same time there is sufficient board material remaining in the high-resistance zone for mechanical stability of the sheet metal board, especially in cases where the high-resistance zone is part of a represents a blank environment supporting a blank.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die eine oder mehreren der Perforationen und/oder die eine oder mehreren der Nuten eine Mehrzahl von Hochwiderstandszonen und jeweils zugehöriger Hochstromzonen, insbesondere mit verschiedenen mittleren elektrischen Widerständen der Hochwiderstandszonen in Hauptstromrichtung bilden.In a development of the invention, it is provided that the one or more of the perforations and/or the one or more of the grooves form a plurality of high-resistance zones and respectively associated high-current zones, in particular with different average electrical resistances of the high-resistance zones in the main flow direction.

Hierdurch kann in der Blechplatine gezielt ein Profil unterschiedlicher Stromdichten und somit Heizleistungsdichten des Beheizungsschritts erzielt werden. So kann beispielsweise ein erster Bereich der Blechplatine, der einer Warmumformung unterzogen werden sollen, auf eine höhere erste Zieltemperatur erhitzt werden als ein zweiter Bereich der Blechplatine, in dem eine Kaltumformung mit Kaltverfestigung gewünscht ist. Ebenso können Bereiche der Blechplatine für unterschiedliche spätere Härtegrade der daraus hervorgehenden Bauteile beheizt werden.In this way, a profile of different current densities and thus heating power densities of the heating step can be achieved in a targeted manner in the sheet metal blank. For example, a first area of the sheet metal blank that is to be subjected to hot forming can be heated to a higher first target temperature than a second area of the sheet metal blank in which cold forming with strain hardening is desired. Likewise, areas of the metal blank can be heated for later different degrees of hardness of the resulting components.

Insbesondere können zwischen einer Stromzuführungselektrode und einer Stromabführungselektrode verschiedene Hochwiderstandszonen aneinandergereiht neben der Hochstromzone bzw. mehreren Hochstromzonen ausgebildet sein, die je nach Bedarf zu einer höheren oder geringeren Stromdichte in der benachbarten Hochstromzone führen. Die mittleren elektrischen Widerstände in den Hochwiderstandszonen können dabei variiert werden. Z.B. kann ein mittlerer elektrischer Widerstand einer Hochwiderstandszone dadurch weiter vergrößert werden, dass schlitzförmige Perforationen und/oder Nuten länger ausgestaltet werden und zwischen den schlitzförmigen Perforationen und/oder Nuten schmalere Verbindungsstege verbleiben und/oder dass mehr Perforationen und/oder Nuten in die Hochwiderstandszone eingebracht sind bzw. werden und/oder dass Nutgründe der Nuten besonders dünn ausgestaltet werden. Eine Widerstandsvergrößerung in Hauptstromrichtung kann auch erfolgen, indem mehrere Reihen von schlitzförmigen Perforationen und/oder Nuten hintereinander angeordnet werden. Dabei können insbesondere die Reihen von Perforationen und/oder Nuten derart versetzt zueinander angeordnet werden, dass ein effektiv in Hauptstromrichtung hindurchfließender Strom besonders lange Wege im Sinne von Umwegen durch das verbleibende Platinenmaterial mäandern muss. Hierdurch lassen sich Vergrößerungen des mittleren elektrischen Widerstands bewerkstelligen, bei denen eine gute mechanische Stabilität auch der Hochwiderstandszone gegeben ist.In particular, different high-resistance zones can be formed in a row between a current supply electrode and a current discharge electrode next to the high-current zone or several high-current zones, which result in a higher or lower current density in the adjacent high-current zone as required to lead. The mean electrical resistances in the high-resistance zones can be varied. For example, an average electrical resistance of a high-resistance zone can be further increased by making slit-shaped perforations and/or grooves longer and narrower connecting webs remaining between the slit-shaped perforations and/or grooves and/or by introducing more perforations and/or grooves into the high-resistance zone or are and/or that the groove bottoms of the grooves are designed to be particularly thin. An increase in resistance in the main flow direction can also be achieved by arranging several rows of slit-shaped perforations and/or grooves one behind the other. In particular, the rows of perforations and/or grooves can be arranged offset from one another in such a way that a stream effectively flowing through in the main flow direction has to meander particularly long distances in the sense of detours through the remaining circuit board material. In this way, the average electrical resistance can be increased, with good mechanical stability also in the high-resistance zone.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei dem Beheizungsschritt eine oder mehrere der Hochstromzonen auf hohe Temperaturwerte aufgeheizt werden, in einigen Fällen sogar über die Rekristallisationstemperatur hinaus, eine oder mehrere auf eine niedrigere Temperatur im Erholungsbereich, in dem die Diffusionsprozesse aktiviert werden und die Freisetzung von Eigenspannungen erfolgt, jedoch ohne Phasenumwandlung oder Rekristallisation, wobei eine oder mehrere der Hochstromzonen zum geringeren Effekt der oben genannten in einem noch niedrigeren Temperaturbereich gehalten wird. So kann z.B. eine der Hochstromzonen auf die den Rekristallisationsprozess erzwingende Temperatur aufgeheizt werden, während andere Zonen des Blechrohlings auf die Temperatur auf dem Niveau von 80 und 60% erwärmt werden. Hierdurch ist es möglich, dass verschiedene Bereiche des Blechzuschnitts gehärtet werden können bzw. für eine eventuelle anschließende Umformung wärmebehandlungstechnisch sinnvoll vorbereitet werden können. In Folge dessen können die üblicherweise nach der Umformung bei Raumtemperatur auftretenden Rückfederungeffekte verringert oder gänzlich kompensiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann in einem anderen Bereich in der Erwärmungsstufe eine niedrigere Temperatur unterhalb der Erholungs bzw. Rekristallisationstemperatur eingestellt werden, z.B. um eine Kaltverfestigung zu erreichen und/oder wenn dieser andere Bereich nur eine geringe oder keine Verformung aufweist oder einer Warmumformung ausgesetzt ist.In a further development of the invention, it is provided that during the heating step one or more of the high-current zones are heated to high temperatures, in some cases even above the recrystallization temperature, one or more to a lower temperature in the recovery area, in which the diffusion processes are activated and the Residual stress release occurs but without phase transformation or recrystallization, maintaining one or more of the high current zones in an even lower temperature range to the lesser effect of the above. For example, one of the high-current zones can be heated to the temperature forcing the recrystallization process, while other zones of the sheet metal blank are heated to the temperature at the level of 80 and 60%. This makes it possible for different areas of the sheet metal blank to be hardened or for any subsequent forming to be prepared in a sensible way in terms of heat treatment. As a result, the springback effects that usually occur after forming at room temperature can be reduced or completely compensated for. Alternatively or additionally, a lower temperature below the recovery or recrystallization temperature can be set in another area in the heating stage, e.g. to achieve work hardening and/or if this other area has little or no deformation or is subjected to hot working.

Möglich ist auch eine Weiterbildung der Erfindung, gemäß der bei dem Beheizungsschritt eine oder mehrere der einen oder mehreren Hochstromzonen auf hohe Temperaturwerte im Bereich der Rekristallisation des Platinenmaterials erhitzt werden und/oder eine oder mehrere Hochstromzonen auf niedrigere Temperaturwerte, beispielsweise im Erholungsbereich des Platinenmaterials, erhitzt werden, wobei eine oder mehrere der Hochwiderstandszonen auf einer niedrigeren Temperatur unterhalb des Erholungsbereichs und unterhalb des Bereichs der Rekristallisation des Platinenmaterials bleiben. Hierdurch ist möglich, dass unterschiedliche Bereiche der Blechplatine zum Zwecke der Härtung und/oder für eine etwaige nachfolgende Umformung in einer oder der Warmumformung sinnvoll im Sinne einer Wärmebehandlung vorbereitet werden können. Insbesondere können Bereiche auf eine Temperatur oberhalb der Rekristallisationstemperatur aufgeheizt werden, um besonders große Deformationen in Verbindung mit Spannungsarmut nach einer Warmumformung zu ermöglichen. Alternativ oder ergänzend kann in einem anderen Bereich in dem Beheizungsschritt eine niedrigere Temperatur unterhalb der Rekristallisationstemperatur eingestellt werden, etwa zum Erzielen einer Kaltverfestigung und/oder falls dieser andere Bereich nur einer geringen der oder keiner Deformation in einer oder der Warmumformung ausgesetzt ist.A further development of the invention is also possible, according to which, during the heating step, one or more of the one or more high-current zones are heated to high temperature values in the area of recrystallization of the circuit board material and/or one or more high-current zones are heated to lower temperature values, for example in the recovery area of the circuit board material with one or more of the high resistance zones remaining at a lower temperature below the recovery range and below the range of recrystallization of the board material. This makes it possible for different areas of the sheet metal blank to be prepared for the purpose of hardening and/or for any subsequent forming in one or hot forming in the sense of a heat treatment. In particular, areas can be heated to a temperature above the recrystallization temperature in order to enable particularly large deformations in connection with low stress levels after hot forming. Alternatively or additionally, a lower temperature below the recrystallization temperature can be set in another area in the heating step, for example to achieve work hardening and/or if this other area is exposed to only little or no deformation in one or the hot forming.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich ein oder der Rohlingsbereich ganz oder teilweise über die Hochstromzone beziehungsweise über mehrere der Hochstromzonen erstreckt. Hierdurch ist Rohlingsbereich ganz oder teilweise beheizbar. Weiterhin kann hierdurch die einfache und unkomplizierte Beheizung auch eines komplex geformten Rohlingsbereichs besonders energiesparend bewerkstelligt werden.In a development of the invention, it is provided that one or the blank area extends entirely or partially over the high-current zone or over several of the high-current zones. As a result, the area of the blank can be heated in whole or in part. Furthermore, the simple and uncomplicated heating of even a complex-shaped blank area can be accomplished in a particularly energy-saving manner.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine oder mehrere der Perforationen und/oder eine oder mehrere der Nuten vor der Durchführung des Beheizungsschritts mittels eines Materialschwächungsschritts in die Blechplatine eingebracht werden. Der Materialschwächungsschritt stellt somit einen Vorbereitungsschritt dar, mit dem eine Blechplatine einfacher Geometrie für eine Warmumformung in einem Warmumformschritt derart vorbereitet wird, dass eine energieeffiziente Durchführung der Warmumformschritts und eine gezielte Optimierung der Materialeigenschaften, insbesondere des Metallgefüges des aus dem Warmumformschritt hervorgehenden Bauteils, ermöglicht wird.In a further development of the invention it is provided that one or more of the perforations and/or one or more of the grooves are made in the sheet metal blank by means of a material weakening step before the heating step is carried out. The material weakening step thus represents a preparatory step with which a sheet metal blank of simple geometry is prepared for hot forming in a hot forming step in such a way that the hot forming step can be carried out in an energy-efficient manner and the material properties, in particular the metal structure of the component resulting from the hot forming step, can be optimized in a targeted manner.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Einbringen der einen oder mehreren Perforationen und/oder der einen oder mehreren Nuten mittels eines thermischen Trennverfahrens, insbesondere mittels Laserschneiden und/oder Erodieren, und/oder mittels eines mechanischen Trennverfahrens, insbesondere mittels Fräsen, erfolgt. Grundsätzlich können diese Verfahren danach ausgewählt werden, ob sie für die Erzielung der individuellen Perforationsbreiten und/oder Nutbreiten geeignet sind.In a further development of the invention it is provided that the introduction of the one or more perforations and/or the one or more grooves by means of a thermal cutting process, in particular by means of laser cutting and/or eroding, and/or by means of a mechanical cutting process, in particular by means of milling. In principle, these methods can be selected according to whether they are suitable for achieving the individual perforation widths and/or groove widths.

Insbesondere für das Herstellen der Perforationen einer Sollbruchkontur kann mittels Laserschneidens eine geringe Perforationsbreite erzielt werden, die ein gutes elektrisch leitendes Kontaktieren der Randflächen eines Rohlingsbereichs mit den Randflächen einer Rohlingsumgebung erlaubt. Zudem ist das Laserschneiden geeignet, verschiedene Geometrien von Sollbruchkonturen ohne umfassende Anpassungen von Werkzeugen zu erzeugen und empirisch und/oder simulativ die Geometrie von Perforationen und/oder Nuten in Versuchsreihen zu optimieren. Zudem ist das Laserschneiden auch für die kostengünstige Anwendung bei Kleinserien geeignet. Mittels Erodieren können ebenso vorteilhafterweise sehr geringe Perforationsbreiten erzeilt werden. Erodieren erlaubt bei dem Einbringen von Nuten zudem eine präzise Dimensionierung der Nuten für den gewünschten Zweck.In particular for producing the perforations of a predetermined breaking contour, a small perforation width can be achieved by means of laser cutting, which allows good electrically conductive contact between the edge surfaces of a blank area and the edge surfaces of the surrounding area of the blank. In addition, laser cutting is suitable for producing different geometries of predetermined breaking contours without extensive adjustments to tools and for optimizing the geometry of perforations and/or grooves empirically and/or simulatively in test series. In addition, laser cutting is also suitable for low-cost use in small series. Very small perforation widths can also advantageously be achieved by means of eroding. Erosion also allows precise dimensioning of the grooves for the desired purpose when making grooves.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass nach dem Beheizungsschritt und/oder während des Beheizungsschritts in einem Warmumformschritt ein Teil der Blechplatine, insbesondere der Rohlingsbereich oder ein Teil eines oder des Rohlingsbereichs der Blechplatine, mechanisch umgeformt wird, insbesondere umfassend Tiefziehen und/oder Streckziehen. In dem Warmumformschritt wird insbesondere eine oder die Warmumformung der Blechplatine oder eines Teils der Blechplatine durchgeführt. Hierbei kommen die erfindungsgemäßen Vorteile einer gezielten Temperierung ausgewählter Bereiche einer Blechplatine zum Tragen. Aus dem Warmumformschritt geht als Ergebnis ein Warmumformteil hervor.In a further development of the invention it is provided that after the heating step and/or during the heating step, a part of the sheet metal blank, in particular the blank area or a part of one or the blank area of the sheet metal blank, is mechanically formed in a hot forming step, in particular comprising deep-drawing and/or stretch-forming . In the hot forming step, in particular, hot forming of the sheet metal blank or part of the sheet metal blank is carried out. The advantages according to the invention of a targeted temperature control of selected areas of a sheet metal blank come into play here. The result of the hot-forming step is a hot-formed part.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei dem Beheizungsschritt die Blechplatine, insbesondere ein oder der Rohlingsbereich der Blechplatine, auf eine Wärmebehandlungstemperatur erhitzt wird, die die Eigenschaften für folgende Prozesse begünstigt, beispielsweise auf eine Wärmebehandlungstemperatur, die gleich oder höher als die Rekristallisationstemperatur des Platinenmaterials ist. Hierdurch kann in einem oder dem Warmumformschritt ein besonders spannungsarmes Warmumformteil erzielt werden.In a further development of the invention, it is provided that during the heating step the sheet metal blank, in particular one or the blank area of the sheet metal blank, is heated to a heat treatment temperature which promotes the properties for subsequent processes, for example to a heat treatment temperature which is the same as or higher than the recrystallization temperature of the Board material is. As a result, a particularly low-stress hot-formed part can be achieved in one hot-forming step or in the hot-forming step.

Das Platinenmaterial muss hierbei nicht notwendigerweise ein einziges homogenes Materialgefüge sein. Vielmehr sind auch beschichtete oder mehrlagige zusammengefügte Schichtungen von Materialien, insbesondere von Metallen und Metalllegierungen, als Platinenmaterial anzusehen.In this case, the board material does not necessarily have to be a single homogeneous material structure. Rather, coated or multi-layered layers of materials, in particular of metals and metal alloys, are also to be regarded as circuit board material.

In einer Ausgestaltung ist möglich, dass bei dem Beheizungsschritt ein Teil der Blechplatine, insbesondere ein oder der Rohlingsbereich der Blechplatine, auf die Wärmebehandlungstemperatur erhitzt wird, die gleich oder höher als die Rekristallisationstemperatur des Platinenmaterials ist, und dass ein anderer Teil, insbesondere die Rohlingsumgebung oder ein Teil der Rohlingsumgebung, auf einer Temperatur bleibt, die geringer als die Rekristallisationstemperatur des Platinenmaterials ist. Hierdurch kann der auf wenigstens die Rekristallisationstemperatur erhitzte Teil, insbesondere der Rohlingsbereich, energiesparend für einen oder den Warmumformschritt vorbereitet werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass der unterhalb der Rekristallisationstemperatur verbleibende Teil der Blechplatine mechanisch besonders stabil bleibt und eine einfache Handhabung für einen oder den Warmumformschritt in einem Umformwerkzeug erlaubt.In one configuration, it is possible that during the heating step part of the metal blank, in particular one or the blank area of the metal blank, is heated to the heat treatment temperature which is the same as or higher than the recrystallization temperature of the blank material, and that another part, in particular the area surrounding the blank or part of the blank environment, remains at a temperature lower than the recrystallization temperature of the board material. As a result, the part heated to at least the recrystallization temperature, in particular the blank area, can be prepared in an energy-saving manner for one or the hot forming step. A further advantage is that the part of the sheet metal blank remaining below the recrystallization temperature remains mechanically particularly stable and allows easy handling for one or the hot forming step in a forming tool.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass während des Materialschwächungsschritts die Blechplatine, insbesondere ein oder der Rohlingsbereich der Blechplatine, eine Vorbereitungstemperatur aufweist, die niedriger als die Rekristallisationstemperatur des Platinenmaterials ist, insbesondere weniger als 100 °C beträgt, weiter insbesondere Raumtemperatur beträgt. Die Vorbereitugnstemperatur ist hierbei die durchschnittliche Temperatur der Blechplatine, in diesem Sinne können lokal auch höhere Temperaturen auftreten, beispielsweise beim Laserschneiden. Hierdurch ist die Blechplatine unkompliziert bei dem Materialschwächungsschritt handhabbar.In a further development of the invention, it is provided that during the material weakening step the metal blank, in particular one or the blank area of the metal blank, has a preparation temperature which is lower than the recrystallization temperature of the blank material, in particular less than 100° C., more particularly room temperature. The preparation temperature is the average temperature of the metal blank, in this sense higher temperatures can also occur locally, for example during laser cutting. As a result, the metal blank can be handled in an uncomplicated manner during the material weakening step.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Blechplatine eine rechteckige Geometrie, eine mehrere Rechteckabschnitte aufweisende Geometrie, eine Geometrie mit in Längenrichtung verändernder Breite, insbesondere eine keilförmige Geometrie, aufweist. Mit einer solchen Geometrie ist die Blechplatine auf einfache und kostengünstige Weise in dem Beheizungsschritt und/oder in einem oder dem Warmumformschritt handhabbar. Auch sind auf einfache Weise standardisierte Stromzuführungselektroden und Stromabführungselektroden zum elektrischen Kontaktieren verwendbar.In a development of the invention, it is provided that the sheet metal blank has a rectangular geometry, a geometry having a plurality of rectangular sections, a geometry with a width that changes in the longitudinal direction, in particular a wedge-shaped geometry. With such a geometry, the sheet metal blank can be handled in a simple and cost-effective manner in the heating step and/or in one or the hot forming step. Standardized current supply electrodes and current discharge electrodes can also be used for electrical contacting in a simple manner.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass während oder nach einem Warmumformschritt bzw. dem Warmumformschritt der Rohlingsbereich entlang der Sollbruchkontur aus der Blechplatine teilweise oder vollständig herausgetrennt wird. Durch das Heraustrennen des Rohlingsbereichs ist im erhitzten Zustand ein Rohling, der mit einer komplexen Geometrie ausgestaltet sein kann, für den weiteren Verlauf des Warmumformschritts aus der Blechplatine erzeugbar und umformbar. Ein solcher Rohling mit komplexer Geometrie wäre nur mit wesentlich höherem Aufwand in einem Beheizungsschritt homogen oder gezielt mit einem Temperaturverlauf in Ebenenausdehnung beheizbar, als es bei dem Rohlingsbereich als Bestandteil der Blechplatine möglich ist. Ebenso kann in dem Warmumformschritt der Rohlingsbereich schon vor dem Heraustrennen ganz oder teilweise zu einem Bauteil umgeformt und anschließend aus der Blechplatine herausgetrennt werden.In a development of the invention, it is provided that during or after a hot forming step or the hot forming step, the blank area is partially or completely separated from the sheet metal blank along the predetermined breaking contour. By separating out the blank area, a blank that can be designed with a complex geometry is obtained in the heated state, can be produced and formed from the sheet metal blank for the further course of the hot forming step. Such a blank with a complex geometry could only be heated homogeneously or specifically with a temperature profile in a plane extension in one heating step with significantly greater effort than is possible with the blank area as a component of the sheet metal blank. Likewise, in the hot forming step, the blank area can be fully or partially formed into a component before it is cut out and then cut out of the sheet metal blank.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich weiterhin aus den Unteransprüchen sowie aus den folgenden Ausführungsbeispielen und den Zeichnungen.Advantageous further developments of the invention result from the dependent claims as well as from the following exemplary embodiments and the drawings.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele und den dazugehörenden Zeichnungen beispielhaft erläutert. Es zeigen:

1: eine Draufsicht auf eine Blechplatine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
1 a: eine vergrößerte Darstellung von zwei Perforationen der Blechplatine aus 1 vor einem Beheizungsschritt,
1b: die Perforationen aus 1a während des Beheizungsschritts,
2: die Blechplatine gemäß 1 mit schematisch angedeuteten elektrischen Feldlinien,
3: eine Draufsicht auf eine Blechplatine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
4: die Blechplatine gemäß 3 mit schematisch angedeuteten elektrischen Feldlinien,
5: eine Draufsicht auf eine Blechplatine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
6: eine Draufsicht auf eine Blechplatine gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
7: die Blechplatine gemäß 6 mit schematisch angedeuteten elektrischen Feldlinien,
8: eine Draufsicht auf eine Blechplatine gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung.

The invention is explained by way of example using the following exemplary embodiments and the associated drawings. Show it:

1 : a plan view of a sheet metal blank according to a first embodiment of the invention,
1 a : an enlarged view of two perforations of the sheet metal blank 1 before a heating step,
1b : the perforations off 1a during the heating step,
2 : according to the sheet metal board 1 with schematically indicated electric field lines,
3 : a plan view of a sheet metal blank according to a second embodiment of the invention,
4 : according to the sheet metal board 3 with schematically indicated electric field lines,
5 : a plan view of a sheet metal blank according to a third embodiment of the invention,
6 : a plan view of a sheet metal blank according to a fourth embodiment of the invention,
7 : according to the sheet metal board 6 with schematically indicated electric field lines,
8th 1: a plan view of a sheet metal blank according to a fifth exemplary embodiment of the invention.

1 zeigt eine Blechplatine 2 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Blechplatine 2 hat eine rechteckige Geometrie. Sie erstreckt sich von einem ersten Platinenende 4, vorliegend an einer ersten Schmalseite der Blechplatine 2, bis zu einem dem ersten Platinenende 4 gegenüberliegenden zweiten Platinenende 6, vorliegend an einer zweiten Schmalseite der Blechplatine 2. Die Blechplatine 2 erstreckt sich in Längsrichtung 8 und in Querrichtung 10. Die Längsrichtung 8 und die Querrichtung 10 und Überlagerungen aus diesen beiden Richtungen stellen insofern eine Ebenenausdehnung der Blechplatine 2 dar. Die Ebenenausdehnung der Blechplatine 2, ebenso wie die jeweilige Ebenenausdehnung der weiteren Blechplatinen der anderen Ausführungsbeispiele, entspricht in allen Figuren 1 bis 8 somit der Bildebene. 1 shows a sheet metal blank 2 according to a first exemplary embodiment of the method according to the invention. The sheet metal blank 2 has a rectangular geometry. It extends from a first blank end 4, in this case on a first narrow side of the metal blank 2, to a second blank end 6 opposite the first blank end 4, in this case on a second narrow side of the metal blank 2. The metal blank 2 extends in the longitudinal direction 8 and in the transverse direction 10. The longitudinal direction 8 and the transverse direction 10 and superimpositions from these two directions represent a plane extension of the metal plate 2. The plane extension of the metal plate 2, as well as the respective plane extension of the other metal plates of the other exemplary embodiments, corresponds in all figures 1 until 8th hence the image plane.

Die Blechplatine 2 weist eine erste Platinenoberfläche 12 und eine zweite Platinenoberfläche 14 auf. Die Ansicht der 1 ist auf die erste Platinenoberfläche 12 gerichtet; die gegenüberliegende Platinenoberfläche 14 ist somit in 1 nicht sichtbar. Die erste Platinenoberfläche 12 und die zweite Platinenoberfläche 14 sind um eine Blechdicke der Blechplatine 2 voneinander beabstandet. Die erste Platinenoberfläche 12 und die zweite Platinenoberfläche 14 sind somit eine flächige Begrenzung für das Platinenmaterial. Die Blechdicke erstreckt sich in Dickenrichtung der Blechplatine 2, also orthogonal zu der Ebenenausdehnung der Blechplatine 2, also in die Bildebenen der Figuren hinein. Die Blechplatine 2 kann beispielsweise ein abgeschnittenes Stück eines Blechhalbzeugs sein.The sheet metal blank 2 has a first blank surface 12 and a second blank surface 14 . The view of 1 is directed towards the first board surface 12; the opposite board surface 14 is thus in 1 not visible. The first circuit board surface 12 and the second circuit board surface 14 are spaced apart from one another by a sheet metal thickness of the metal circuit board 2 . The first circuit board surface 12 and the second circuit board surface 14 are thus a two-dimensional boundary for the circuit board material. The sheet metal thickness extends in the thickness direction of the sheet metal blank 2, ie orthogonally to the plane extension of the sheet metal blank 2, ie into the image planes of the figures. The sheet metal blank 2 can, for example, be a cut piece of sheet metal semi-finished product.

Die Blechplatine weist als Platinenmaterial Titan auf. Hierbei kann die Blechplatine 2 vollständig aus diesem Platinenmaterial Titan bestehen oder alternativ zu einem Großteil, beispielsweise zu 90 % oder 95 %, in Dickenrichtung aus diesem Platinenmaterial ABC bestehen und im Übrigen beschichtet oder anderweitig mehrlagig ausgebildet sein.The sheet metal blank has titanium as the blank material. The sheet metal blank 2 can consist entirely of this titanium blank material or, alternatively, a large part, for example 90% or 95%, can consist of this blank material ABC in the thickness direction and otherwise be coated or otherwise multi-layered.

Gemäß diesen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die dargestellte Blechplatine 2 einem Verfahren zur Bearbeitung unterzogen, bei dem in einem Beheizungsschritt die Blechplatine 2 von elektrischem Strom durchflossen und hierbei durch Widerstandsbeheizung resistiv erwärmt wird. Bei dem Verfahren kommt eine Stromzuführungselektrode 16 sowie eine Stromabführungselektrode 18 zum Einsatz. Die Stromzuführungselektrode 16 ist an dem ersten Platinenende 4 be elektrisch kontaktierend befestigt. Die Stromabführungselektrode 18 ist an dem zweiten Platinenende 6 elektrisch kontaktierend befestigt. Die Stromzuführungselektrode 16 und die Stromabführungselektrode 18 sind mit (nicht dargestellten) elektrischen Leitungen mit einer Stromquelle verbunden und mit einer elektrischen Spannungsdifferenz beaufschlagt. Infolge der Spannungsdifferenz stellt sich ein Fluss von elektrischem Strom zwischen der Stromzuführungselektrode 16 und der Stromabführungselektrode 18 ein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel fließt der elektrische Strom somit, über die Ebenenausdehnung gemittelt, in Längsrichtung 8 von der Stromzuführungselektrode 16 zu der Stromabführungselektrode 18. Entsprechend den physikalischen Gesetzen über die Verteilung elektrischer Felder stellt sich somit entlang der Ebenenausdehnung eine Verteilung der elektrischen Stromdichte in dem Platinenmaterial ein. Das elektrisch leitfähige Platinenmaterial weist einen materialspezifischen ohmschen Widerstand auf, gemäß dem sich aufgrund der Verteilung der elektrischen Stromdichte in Ebenenausdehnnung eine Verteilung einer Heizleistungsdichte in Ebenenausdehnung einstellt. Diese Heizleistungsdichte ist bei einer unbearbeiteten rechteckigen Blechplatine normalerweise in dem gesamten Platinenmaterial entlang der Ebenenausdehnung homogen verteilt, teilweise aber mit einer Ausnahme der nächsten Umgebung um die Stromzuführungselektrode 16 und die Stromabführungselektrode 18 herum, wo je nach Größe der Stromzuführungselektrode 16 und der Stromabführungselektrode 18 größere Stromdichten und somit Heizleistungsdichten auftreten können.According to this exemplary embodiment of the invention, the sheet metal blank 2 shown is subjected to a processing method in which, in a heating step, electric current flows through the sheet metal blank 2 and is resistively heated by resistance heating. A current supply electrode 16 and a current discharge electrode 18 are used in the method. The power supply electrode 16 is attached to the first board end 4 be electrically contacting. The current discharge electrode 18 is attached to the second end 6 of the circuit board in an electrically contacting manner. The current supply electrode 16 and the current discharge electrode 18 are connected to a power source by means of electrical lines (not shown) and subjected to an electrical voltage difference. As a result of the voltage difference, an electric current flows between the current supply electrode 16 and the current discharge electrode 18 . In the present exemplary embodiment, the electric current thus flows, averaged over the plane extent, in the longitudinal direction 8 from the power supply tion electrode 16 to the current discharge electrode 18. In accordance with the physical laws governing the distribution of electric fields, a distribution of the electric current density in the circuit board material thus occurs along the plane extension. The electrically conductive circuit board material has a material-specific ohmic resistance, according to which a distribution of a heating power density in the plane extension occurs due to the distribution of the electrical current density in the plane extension. In the case of an unprocessed rectangular sheet metal blank, this heating power density is normally distributed homogeneously throughout the entire blank material along the plane extension, but partially with the exception of the immediate vicinity around the current supply electrode 16 and the current discharge electrode 18, where, depending on the size of the current supply electrode 16 and the current discharge electrode 18, larger current densities and thus heat output densities can occur.

Die Blechplatine 2 weist eine Vielzahl von Perforationen 20 auf. Die Perforationen 20 sind hierbei schlitzförmige lichte Ausnehmungen in dem Platinenmaterial. Die Perforationen 20 sind von der ersten Platinenoberfläche 12 bis zu der zweiten Platinenoberfläche 14 in Dickenrichtung durchgehende Ausnehmungen, in denen kein Platinenmaterial vorhanden ist. Die Perforationen 20 sind aufeinanderfolgend aneinandergereiht und bilden somit einen Linienverlauf 22. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Linienverlauf 22 geschlossen und bildet somit eine umlaufende Kontur.The sheet metal blank 2 has a large number of perforations 20 . The perforations 20 are slit-shaped clear recesses in the circuit board material. The perforations 20 are continuous recesses from the first circuit board surface 12 to the second circuit board surface 14 in the direction of thickness, in which there is no circuit board material. The perforations 20 are lined up one after the other and thus form a line 22. In the present exemplary embodiment, the line 22 is closed and thus forms a circumferential contour.

Die Perforationen 20 des Linienverlaufs 22 begrenzen dabei in Ebenenausdehnung einen Rohlingsbereich 24 der Blechplatine 22. Der Rohlingsbereich ist somit der innerhalb der Perforationen 20 des Linienverlaufs 22 befindliche Teilbereich der Blechplatine 2. Der so definierte Rohlingsbereich 24 wird von dem als Rohlingsumgebung 26 bezeichneten weiteren Teilbereich der Blechplatine 2 umgeben. Insofern begrenzt der Linienverlauf 22 der Perforationen 20 den Rohlingsbereich 24 in Ebenenausdehnung an dessen Außenkontur. Entsprechend begrenzt legt der Linienverlauf 22 der Perforationen zwanzig die Rohlingsumgebung 26 in Ebenenausdehnung an dessen zu dem Rohlingsbereich 24 hin orientierten Innenkontur.The perforations 20 of the course of the line 22 delimit a blank area 24 of the sheet metal blank 22 in plane extent. The blank area is thus the partial area of the metal plate 2 located within the perforations 20 of the course of the line 22 Sheet metal plate 2 surrounded. In this respect, the course of the line 22 of the perforations 20 delimits the blank area 24 in plane extent on its outer contour. Correspondingly delimited, the course of the line 22 of the perforations twenty lays the blank surroundings 26 in a plane extension on its inner contour oriented towards the blank area 24 .

Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Perforationen 20 entlang des Linienverlaufs 22 befindet sich jeweils ein Verbindungssteg 28 aus Platinenmaterial. Die Verbindungsstege 28 bilden somit entlang des Linienverlaufs zwischen den Perforationen 22 stehengebliebene Materialbrücken zwischen dem Rohlingsbereich 24 und der Rohlingsumgebung 26. Hierdurch wird der Rohlingsbereich 24 in der Rohlingsumgebung 26 eingebettet gehalten. Die Dimensionierung der Perforationen 20 und der Verbindungsstege 28 ist dabei derart gewählt, dass in einem späteren Warmumformschritt eine Warmumformung des Rohlingsbereichs 24 vorgenommen werden kann und dabei der Rohlingsbereich 24 an den Verbindungsstegen 28 aus der Rohlingsumgebung 26 herausgetrennt wird. Somit bilden die Perforationen 20, insbesondere in Verbindung mit den Verbindungsstege 28, eine linienförmige Sollbruchkontur 30, die den Rohlingsbereich 24 von der Rohlingsumgebung 26 innerhalb der Blechplatine 2 abgrenzt.Between two consecutive perforations 20 along the course of the line 22 there is in each case a connecting web 28 made of circuit board material. The connecting webs 28 thus form bridges of material between the blank area 24 and the area surrounding the blank 26 along the course of the line between the perforations 22 . The area 24 of the blank is thereby kept embedded in the area surrounding the blank 26 . The dimensioning of the perforations 20 and the connecting webs 28 is chosen such that in a later hot forming step, the blank area 24 can be hot formed and the blank area 24 is separated from the surrounding area 26 at the connecting webs 28 . The perforations 20 thus form, in particular in conjunction with the connecting webs 28, a linear predetermined breaking contour 30 which delimits the blank area 24 from the blank area 26 within the sheet metal blank 2.

Die Sollbruchkontur 30 ist dabei für ein mechanisches Heraustrennen des Rohlingsbereichs 24 aus der Rohlingsumgebung 26 in einem Warmumformschritt eingerichtet. Das Heraustrennen in dem Warmumformschritt kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass bei einem Tiefziehen als Warmumformung der Rohlingsbereich 24 in ein Tiefziehwerkzeug eingedrückt wird und dabei mit seinen Außenkanten in das Tiefziehwerkzeug eingezogen wird. Hierdurch kann bei passender Dimensionierung der beim Tiefziehen aufgebrachten Kräfte der Rohlingsbereich 24 aus der Rohlingsumgebung 26 herausgetrennt werden, indem die Verbindungsstege 28 aufgrund der sich darin einstellenden Zugkräfte reißen. Somit wird eine wesentlich vereinfachte Warmumformung eines Rohlings mit einer komplexen Rohlingsgeometrie ermöglicht, in dem zunächst lediglich die Blechplatine 2 mit einfacher Geometrie und dem darin eingebetteten Rohlingsbereich 24 resistiv erwärmt werden muss.The predetermined breaking contour 30 is set up for a mechanical separation of the blank area 24 from the blank surroundings 26 in a hot forming step. The separation in the hot-forming step can take place, for example, by pressing the blank area 24 into a deep-drawing tool in the case of deep-drawing as hot-forming and drawing it into the deep-drawing tool with its outer edges. In this way, with suitable dimensioning of the forces applied during deep-drawing, the blank area 24 can be separated from the blank surroundings 26 by the connecting webs 28 tearing due to the tensile forces occurring therein. This enables a significantly simplified hot forming of a blank with a complex blank geometry, in that initially only the sheet metal blank 2 with a simple geometry and the blank area 24 embedded therein has to be resistively heated.

Die Perforationen 20 der Sollbruchkontur 30 sind dabei derart ausgestaltet, dass eine gleichmäßige Beheizung der Blechplatine 2 einschließlich des Rohlingsbereichs 24 bei dem Beheizungsschritt erfolgt.The perforations 20 of the predetermined breaking contour 30 are designed in such a way that the sheet metal blank 2 including the blank area 24 is heated evenly during the heating step.

Innerhalb einer oder mehrerer der Perforationen 20 weist der Rohlingsbereich 24 eine jeweils zu der Perforationen 20 gehörige Randfläche 32 auf. Die Randfläche 32 ist somit in Ebenenausdehnung von dem Rohlingsbereich 24 weg und zu der Rohlingsumgebung 26 hin ausgerichtet und grenzt an die Perforation 20 an. Weiterhin weist die Rohlingsumgebung 26 eine jeweils zu der Perforationen 20 gehörige Randfläche 34 auf. Die Randfläche 34 ist somit in Ebenenausdehnung von der Rohlingsumgebung 24 weg und zu dem Rohlingsbereich hin ausgerichtet und grenzt an die Perforation 20 an. Innerhalb einer oder mehrerer der Perforationen 20 sind die Randfläche 32 des Rohlingsbereichs 24 und die Randfläche 34 der Rohlingsumgebung 26 einander gegenüberliegend und zueinander hin weisend orientiert. Die Randfläche 32 des Rohlingsbereichs und die Randfläche 34 der Rohlingsumgebung 26 sind dabei um eine Perforationsbreite 36 voneinander beabstandet. Insbesondere sind die Randfläche 32 des Rohlingsbereichs 24 und die Randfläche 34 der Rohlingsumgebung 26 parallel zueinander einander gegenüberliegend orientiert. Entlang des Linienverlaufs 22 weist die eine oder mehrere der Perforationen 20 eine Perforationslänge 38 auf.Within one or more of the perforations 20 , the blank area 24 has an edge surface 32 associated with the perforations 20 . The edge surface 32 is thus oriented in plane extension away from the blank area 24 and towards the blank surroundings 26 and is adjacent to the perforation 20 . Furthermore, the surrounding area 26 has an edge surface 34 associated with the perforations 20 . The edge surface 34 is thus aligned in plane extension away from the blank surroundings 24 and towards the blank area and is adjacent to the perforation 20 . Within one or more of the perforations 20, the edge surface 32 of the blank portion 24 and the edge surface 34 of the blank periphery 26 are oriented opposite and facing each other. The edge surface 32 of the blank area and the edge surface 34 of the blank area 26 are spaced apart from one another by a perforation width 36 . In particular, the edge surface 32 of the blank area 24 and the edge surface 34 of the blank surroundings 26 are oriented parallel to one another and opposite one another. The one or more of the perforations 20 has a perforation length 38 along the course of the line 22 .

Bei der Durchführung des Beheizungsschritts erwärmt sich die Rohlingsumgebung 26 und der Rohlingsbereich 24 durch die Heizleistungsdichte. Zu Beginn des Beheizungsschritts befindet sich die Blechplatine 2 in der Regel auf Raumtemperatur. Dabei stellt sich innerhalb des Rohlingsbereichs 24 zunächst eine geringere elektrische Stromdichte und somit auch eine geringere Heizleistungsdichte als in der benachbarten Rohlingsumgebung 26 ein. Durch die fortschreitende Erhitzung des Platinenmaterials in der Nähe der Sollbruchkontur 30 führt jedoch die temperaturbedingte Wärmeausdehnung des Platinenmaterials zu einer verbesserten elektrischen Leitfähigkeit auch zwischen der Rohlingsumgebung 26 und dem Rohlingsbereich 24. Hierzu ist die Perforationsbreite 36 bei einer oder mehrerer der Perforationen 20 derart dimensioniert, dass während des Beheizungsschritts entlang von dessen oder derer Perforationslänge 38 die zugehörige Randfläche 32 des Rohlingsbereichs 24 und die Randfläche 34 der Rohlingsumgebung 26 aufgrund der Wärmeausdehnung zueinander hin geführt werden und einander elektrisch leitend kontaktieren. Somit ist bei fortschreitender Beheizung der Blechplatine 2 während des Beheizungsschritts eine bessere elektrische Leitfähigkeit zwischen der Rohlingsumgebung 26 und dem Rohlingsbereich 24 über die Sollbruchkontur 30 hinweg möglich.When the heating step is carried out, the surrounding area 26 and the area 24 of the blank are heated by the heating power density. At the beginning of the heating step, the sheet metal blank 2 is usually at room temperature. In this case, a lower electric current density and thus also a lower heating power density than in the neighboring area 26 of the blank initially occurs within the blank area 24 . However, due to the progressive heating of the circuit board material in the vicinity of the predetermined breaking contour 30, the temperature-related thermal expansion of the circuit board material also leads to improved electrical conductivity between the area surrounding the blank 26 and the blank area 24. For this purpose, the perforation width 36 in one or more of the perforations 20 is dimensioned such that during the heating step along its or their perforation length 38 the associated edge surface 32 of the blank area 24 and the edge surface 34 of the blank area 26 are guided towards one another due to thermal expansion and contact one another in an electrically conductive manner. Thus, with progressive heating of the sheet metal blank 2 during the heating step, better electrical conductivity is possible between the area surrounding the blank 26 and the blank area 24 across the predetermined breaking contour 30 .

Auf diese Weise wird der Rohlingsbereich 24 für einen folgenden Warmumformschritt in dem Beheizungsschritt auf die Zieltemperatur erhitzt, die wenigstens der Rekristallisationstemperatur des Platinenmaterials entspricht. Aufgrund der homogenen Beheizung, die erfindungsgemäß durch die vorgenannte Dimensionierung der Perforationen 20 Trotz der Sollbruchkontur 30 möglich ist, kann der Rohlingsbereich 24 also als Bestandteil der Blechplatine 2 einer Beheizung unterzogen werden und dennoch durch das darauffolgende Heraustrennen entlang der Sollbruchkontur 30 wie eine Formplatine in dem Warmumformschritt verarbeitet werden.In this way, the blank area 24 for a subsequent hot working step is heated in the heating step to the target temperature which is at least equal to the recrystallization temperature of the blank material. Due to the homogeneous heating, which is possible according to the invention due to the aforementioned dimensioning of the perforations 20 despite the predetermined breaking contour 30, the blank area 24 can therefore be subjected to heating as a component of the sheet metal blank 2 and can still be heated like a molded blank by the subsequent cutting out along the predetermined breaking contour 30 Hot forming step are processed.

In Versuchen konnte beispielsweise gezeigt werden, dass für Titan als Platinenmaterial eine Perforationslänge von 5 mm und eine Länge der Verbindungsstege 28 von 1 mm bei einer Platinendicke von 1 mm und einer Perforationsbreite von 0,1 mm in dem Warmumformschritt eine Zieltemperatur von 900 °C eingestellt werden konnte, von der Temperaturabweichungen von lediglich maximal 15 °C gemessen werden konnten.Experiments have been able to show, for example, that for titanium as the blank material, a perforation length of 5 mm and a length of the connecting webs 28 of 1 mm with a blank thickness of 1 mm and a perforation width of 0.1 mm set a target temperature of 900 °C in the hot forming step from which temperature deviations of only a maximum of 15 °C could be measured.

1a zeigt einen vergrößert dargestellten Ausschnitt A von zwei Perforationen 20 der Sollbruchkontur 30 aus 1 in dieser Darstellung der 1a befindet sich die Blechplatine 2 am Beginn des Beheizungsschrittes, also üblicherweise auf Raumtemperatur. Dabei sind die Randfläche 32 des Rohlingsbereichs 24 und die Randfläche 34 der Rohlingsumgebung 26 um die Perforationsbreite 36 beabstandet. Zum Vergleich zeigt 1b in gestrichelte Kontur, wie während des Beheizungsschritts die Randfläche 32 des Rohlingsbereichs und die Randfläche 34 der Rohlingsumgebung aufgrund der Wärmeausdehnung des Platinenmaterials sich flächig elektrisch leitend kontaktieren. Somit steht bei Fortschreiten des Beheizungsschritts für den zwischen der Stromzuführungselektrode 4 und der Stromabführungselektrode 6 in Längsrichtung 8 fließenden Strom im Bereich des Ausschnitts A nicht mehr nur lediglich die Verbindungsstege 28 - wie in 1A dargestellt - zur Verfügung, sondern zusätzlich der Kontaktierungsbereich 40 in jeder der Perforationen 20. 1a shows an enlarged section A of two perforations 20 of the predetermined breaking contour 30 1 in this representation of the 1a is the sheet metal blank 2 at the beginning of the heating step, so usually at room temperature. The edge surface 32 of the blank area 24 and the edge surface 34 of the blank area 26 are spaced apart by the perforation width 36 . For comparison shows 1b in dashed outline how during the heating step the edge surface 32 of the blank area and the edge surface 34 of the area around the blank contact one another in an electrically conductive manner due to the thermal expansion of the circuit board material. Thus, as the heating step progresses, for the current flowing between the current supply electrode 4 and the current discharge electrode 6 in the longitudinal direction 8 in the area of section A, there is no longer just the connecting webs 28 - as in 1A shown - available, but also the contacting area 40 in each of the perforations 20.

2 zeigt die Blechplatine 2 im beheizten Zustand, also wenn der Rohlingsbereich 24 auf seine Zieltemperatur für die Warmumformung erhitzt ist und sich ein elektrisches Kontaktieren des Kontaktierungsbereichs 40 innerhalb eines Teils oder aller der Perforationen 20 eingestellt hat. Durch die vorteilhafte Dimensionierung der Perforationsbreite 36 in den Nuten zwanzig kann sich ein derart homogenes elektrisches Feld innerhalb der Blechplatine 2 einstellen, welches ohne eine solche Dimensionierung aufgrund der ansonsten reduzierten Durchströmung waren Querschnitte an Platinenmaterial zu einer starken Verzerrung der schematisch eingezeichneten elektrischen Feldlinien führen würde und zu einem Stromfluss, der sich wesentlich auf die Rohlingsumgebung 26 konzentriert und eine gewünschte Beheizung des Rohlingsbereichs 24 auf die Zieltemperatur, insbesondere eine homogene Beheizung, erschweren oder unmöglich machen würde. 2 1 shows the sheet metal blank 2 in the heated state, ie when the blank area 24 has been heated to its target temperature for hot forming and electrical contact has been established with the contacting area 40 within some or all of the perforations 20. Due to the advantageous dimensioning of the perforation width 36 in the grooves twenty, such a homogeneous electric field can be established within the metal plate 2, which without such a dimensioning due to the otherwise reduced flow through were cross-sections of the plate material would lead to a strong distortion of the electric field lines shown schematically and to a current flow that is essentially concentrated on the area surrounding the blank 26 and would make it difficult or impossible for the blank area 24 to be heated to the target temperature, in particular homogeneous heating.

Das Einbringen der Perforationen 20 erfolgt bei dem Verfahren vor dem Beheizungsschritt in einem Materialschwächungsschritts. Bei diesem werden die Perforationen beispielsweise mittels Laserschneiden, Erodieren oder einem anderen thermischen oder auch mechanischen Trennverfahren in das Platinenmaterial eingebracht. Das Verfahren erlaubt daher auf einfache und kostengünstige Weise, auch bei Kleinserien, einfache und kostengünstig beschafftbare Platinen einfacher Geometrie, beispielsweise vom Halbzeug, einzusetzen und eine komplexe Geometrie in Form des Rohlingsbereichs 24 mittels der Sollbruchkontur 30 zu definieren, gleichmäßig zu beheizen und hierdurch auf einen anschließenden Warmumformschritt vorzubereiten. In diesem Warmumformschritt wird der Rohling daraufhin in Form des Rohlingsbereichs 24 unmittelbar vor oder während der Warmumformung aus der Rohlingsumgebung 26 heraus getrennt. Somit wird aus einer zweidimensionalen Blechplatine 2 im Ergebnis ein dreidimensionales Produktteil durch einfache und kostengünstige Warmumformung hergestellt.In the method, the perforations 20 are introduced before the heating step in a material weakening step. In this case, the perforations are introduced into the circuit board material, for example by means of laser cutting, eroding or another thermal or mechanical separation process. The method therefore allows, in a simple and cost-effective manner, even for small series, to use simple and inexpensively procurable circuit boards of simple geometry, for example from semi-finished products, and to define a complex geometry in the form of the blank area 24 by means of the predetermined breaking contour 30, to heat it evenly and thereby to to prepare subsequent hot forming step. In this hot forming step, the blank then separated from the surrounding area 26 in the form of the blank area 24 immediately before or during hot forming. As a result, a three-dimensional product part is produced from a two-dimensional sheet metal blank 2 by simple and cost-effective hot forming.

3 zeigt eine Blechplatine 44 eines anderen Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Verfahren. 4 zeigt die Blechplatine 44 mit schematisch eingezeichneten elektrischen Feldlinien zwischen der Stromzuführungselektrode 16 und der Stromabführungselektrode 18, von denen die Blechplatine 44 wie im ersten Ausführungsbeispiel mittels elektrischem Strom resistiv beheizt wird. Soweit nicht anders beschrieben, entspricht dieses Ausführungsbeispiels dem vorangehenden Ausführungsbeispiel. 3 shows a sheet metal blank 44 of another embodiment of a method according to the invention. 4 shows the metal plate 44 with schematically drawn electric field lines between the current supply electrode 16 and the current discharge electrode 18, from which the metal plate 44 is resistively heated by means of electric current as in the first exemplary embodiment. Unless otherwise described, this embodiment corresponds to the previous embodiment.

In diesem Ausführungsbeispiel ist keine Sollbruchkontur 30 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in die Blechplatine 44 eingebracht. Die Blechplatine 44 kommt gemäß diesem Ausführungsbeispiel in dem Verfahren zum Einsatz. Die Blechplatine 44 weist Perforationen 46 auf. Die Perforationen 46 sind hierbei derart in der Blechplatine 44 angeordnet, dass sie eine erste flächige Hochwiderstandszone 48 und eine zweite flächige Hochwiderstandszone 50 in der Blechplatine 44 bilden (jeweils visualisiert durch strichpunktierte Einrahmungen in den Zeichnungen). Dass die erste Hochwiderstandszone 48 und die zweite Hochwiderstandszone 50 jeweils flächig sind, bedeutet, dass sie sich zweidimensional in Ebenenausdehnung über Teilbereiche der Blechplatine 44 erstrecken. Durch die Perforationen 46 wird innerhalb der ersten Hochwiderstandszone 48 und innerhalb der zweiten Hochwiderstandszone 50 der für die Durchströmung von elektrischem Strom zur Verfügung stehende Querschnitt aus verbliebenem Platinenmaterial reduziert Dies führt in den Hochwiderstandszonen 48, 50 zu einem jeweils größeren mittleren elektrische Widerstand für die Leitung von elektrischem Strom als dieser in nicht mit solchen Perforationen 46 versehenen Bereichen der Blechplatine 44 gegeben ist. Daher ergibt sich zwischen der ersten Hochwiderstandszone 48 und der zweiten Hochwiderstandszone 50 eine Hochstromzone 52 (jeweils durch eine strichpunktierte Einrahmung in den Figuren visualisierend umgrenzt), die einer zwischen der Stromzuführungselektrode 16 und der Stromabführungselektrode 18 angelegten Spannungsdifferenz einen wesentlich geringeren mittleren elektrischen Widerstand entgegensetzt als die Hochwiderstandszonen 48, 50. Hierdurch stellt sich entlang der Feldlinien, die durch die Hochstromzone 52 verlaufen, eine wesentlich größere elektrische Stromdichte und somit größere Heizleistungsdichte ein als in den Hochwiderstandszonen 48, 50.In this exemplary embodiment, no predetermined breaking contour 30 according to the first exemplary embodiment is introduced into the sheet metal blank 44 . According to this exemplary embodiment, the sheet metal blank 44 is used in the method. The sheet metal blank 44 has perforations 46 . The perforations 46 are arranged in the metal plate 44 in such a way that they form a first two-dimensional high-resistance zone 48 and a second two-dimensional high-resistance zone 50 in the metal plate 44 (each visualized by dot-dash frames in the drawings). The fact that the first high-resistance zone 48 and the second high-resistance zone 50 are each flat means that they extend two-dimensionally over partial areas of the metal plate 44 in a plane extension. The perforations 46 within the first high-resistance zone 48 and within the second high-resistance zone 50 reduce the cross-section of remaining circuit board material available for the flow of electrical current electric current than this is given in areas of the metal plate 44 that are not provided with such perforations 46 . Therefore, between the first high-resistance zone 48 and the second high-resistance zone 50 there is a high-current zone 52 (delimited in each case by a dot-dash frame in the figures), which opposes a voltage difference applied between the current-supply electrode 16 and the current-dissipation electrode 18 with a significantly lower average electrical resistance than the High-resistance zones 48, 50. As a result, a significantly greater electrical current density and thus greater heating power density occurs along the field lines that run through the high-current zone 52 than in the high-resistance zones 48, 50.

Die erste Hochwiderstandszone 48 und die zweite Hochwiderstandszone 50 sind in Querrichtung 10 benachbart zu der Hochstromzone 52 angeordnet. Dies führt dazu, dass der in Längsrichtung 8 zwischen der Stromzuführungselektrode 16 und der Stromabführungselektrode 18 verlaufende mittlere Stromfluss im Bereich der Hochstromzone 52 eingeschnürt wird. Insofern sind die erste Hochwiderstandszone 48 und die zweite Hochwiderstandszone 50 in Querrichtung benachbart zu einer zwischen der Stromzuführungselektrode 16 und der Stromabführungselektrode 18 durch die Hochstromzone 52 hindurch verlaufenden Hauptstromrichtung 54 angeordnet.The first high resistance zone 48 and the second high resistance zone 50 are arranged adjacent to the high current zone 52 in the transverse direction 10 . This means that the mean current flow running in the longitudinal direction 8 between the current supply electrode 16 and the current discharge electrode 18 is constricted in the area of the high-current zone 52 . In this respect, the first high-resistance zone 48 and the second high-resistance zone 50 are arranged in the transverse direction adjacent to a main current direction 54 running through the high-current zone 52 between the current supply electrode 16 and the current discharge electrode 18 .

Somit kann durch die Ausgestaltung der Blechplatine 44 in Bereiche von Hochwiderstandszonen 48,50 und wenigstens eine Hochstromzone 52 die Hochstromzone 52 selektiv wesentlich stärker beheizt werden als die Bereiche der Hochwiderstandszonen 48, 50. Hierdurch ist eine Energieeinsparung möglich und nicht notwendigerweise für die Warmumformung zu beheizende Bereiche können auf geringerer Temperatur und somit besonders mechanisch stabil gehalten werden.Thus, by designing the sheet metal blank 44 in areas of high-resistance zones 48, 50 and at least one high-current zone 52, the high-current zone 52 can be selectively heated to a much greater extent than the areas of the high-resistance zones 48, 50. This makes it possible to save energy and does not necessarily have to be heated for hot forming Areas can be kept at a lower temperature and thus particularly mechanically stable.

5 zeigt eine Blechplatine 56, die in einem dritten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einsatz kommt. 5 shows a sheet metal blank 56, which is used in a third exemplary embodiment of the method according to the invention.

Die Blechplatine 56 weist wie die Blechplatine 44 des vorherigen Ausführungsbeispiel gem. 3 und 4 eine nicht mit Perforationen versehene Hochstromzone 54 sowie eine erste Hochwiderstandszone 48 und eine zweite Hochwiderstandszone 50. Die Hochwiderstandszonen 48, 50 sowie die Hochstromzone 54 (jeweils durch eine strichpunktierte Einrahmung in den Figuren visualisierend umgrenzt) werden entsprechend durch Perforationen 46 gebildet. Diese Übereinstimmungen sind somit mit den gleichen Bezugszeichen wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 und 4 gekennzeichnet.The sheet metal blank 56, like the sheet metal blank 44 of the previous embodiment according to FIG. 3 and 4 a high-current zone 54 not provided with perforations and a first high-resistance zone 48 and a second high-resistance zone 50. The high-resistance zones 48, 50 and the high-current zone 54 (each visually delimited by a dot-dash frame in the figures) are correspondingly formed by perforations 46. These correspondences are therefore given the same reference symbols as in the exemplary embodiment according to FIG 3 and 4 marked.

Weiterhin weist die Blechplatine 56 wie die Blechplatine 2 des ersten Ausführungsbeispiels gemäß 1, 1a, 1 b und 2 eine Sollbruchkontur 30 in Form eines Linienverlaufs 22 von Perforationen 20 und Verbindungsstegen 28 auf. Die Übereinstimmungen mit dem ersten Ausführungsbeispiel sind somit mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1, 1a, 1 b und 2 gekennzeichnet.Furthermore, the sheet metal blank 56, like the sheet metal blank 2 of the first exemplary embodiment according to FIG 1 , 1a , 1 b and 2 a predetermined breaking contour 30 in the form of a line 22 of perforations 20 and connecting webs 28 . The correspondences with the first exemplary embodiment are therefore given the same reference symbols as in FIG 1 , 1a , 1 b and 2 marked.

Somit ist wie in dem ersten Ausführungsbeispiel vorteilhafterweise ein Rohlingsbereich 24 innerhalb der Blechplatine 56 in dem Beheizungsschritt homogen beheizbar und in einem darauffolgenden Warmumformschritt aus der Blechplatine 56 heraustrennbar. Der Rohlingsbereich 24 ist hierbei in einer Hochstromzone entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß der 3 und 4 benachbart zu einer ersten Hochwiderstandszone 48 und einer zweiten Hochwiderstandszone 50 angeordnet. Die erste Hochwiderstandszone 48 und die zweite Hochwiderstandszone 50 sind somit innerhalb einer von dem ersten Ausführungsbeispiel abweichend ausgestalteten Rohlingsumgebung 58 ausgebildet. Somit kombinieren sich die Vorteile aus dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel, wenn in dem dritten Ausführungsbeispiel die Blechplatine 56 in dem Beheizungsschritt und dem Warmumformschritt eingesetzt wird. Darüber hinaus führen die Hochwiderstandszonen 48, 50 bei der Durchführung des Beheizungsschritts schon zu Beginn zu besonders hohen stromdichten in der Hochstromzone 52, sodass für ein gleichmäßiges Erhitzen des Rohlingsbereichs 24 sich eine schnelle Erhitzung des Platinenmaterials im Bereich der Sollbruchkontur 30 einstellt und eine höhere gleichmäßige Leitfähigkeit über den Rohlingsbereich 24 durch das Kontaktieren der Randflächen 32, 34 des Rohlingsbereichs 24 und der Rohlingsumgebung 26 einstellt. Dies ist einerseits vorteilhafterweise energiesparend und führt zu geringeren benötigten Gesamtströmen zwischen der Stromzuführungselektrode 16 und der Stromabführungselektrode 18 zu Beginn des Beheizungsschritts.Thus, as in the first exemplary embodiment, a blank area 24 within the sheet metal blank 56 can advantageously be heated homogeneously in the heating step and can be separated from the sheet metal blank 56 in a subsequent hot-forming step. The blank area 24 is here in a high-current zone corresponding to the second embodiment tion example according to the 3 and 4 located adjacent to a first high resistance zone 48 and a second high resistance zone 50 . The first high-resistance zone 48 and the second high-resistance zone 50 are thus formed within a blank environment 58 that is designed differently from the first exemplary embodiment. Thus, the advantages of the first and the second embodiment are combined when the sheet metal blank 56 is used in the heating step and the hot forming step in the third embodiment. In addition, the high-resistance zones 48, 50 lead to particularly high current densities in the high-current zone 52 right from the start when the heating step is carried out, so that for uniform heating of the blank area 24 there is rapid heating of the circuit board material in the area of the predetermined breaking contour 30 and higher uniform conductivity over the blank area 24 by contacting the edge surfaces 32, 34 of the blank area 24 and the blank area 26. On the one hand, this is advantageously energy-saving and leads to lower total currents required between the current supply electrode 16 and the current output electrode 18 at the beginning of the heating step.

6 und 7 zeigen eine Blechplatine 60 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Blechplatine 60 weist hierbei eine erste Hochstromzone 62, eine zweite Hochstromzone 64 und eine dritte Hochstromzone 66 auf (jeweils durch eine strichpunktierte Einrahmung in den Figuren visualisierend umgrenzt). Die Hochstromzonen 62, 64, 66 weisen hierbei keine Perforationen auf. Die Hauptstromrichtung 68 verläuft zwischen der Stromzuführungselektrode 16 und der Stromabführungselektrode 18 durch die aneinandergereihten Hochstromzonen 62, 64, 66 hindurch. Quer zu der Hochstromrichtung 68 sind benachbart zu der ersten Hochstromzone 62 eine erste Hochwiderstandszone 70 und eine zweite Hochwiderstandszone 72 in der Blechplatine 60 ausgebildet. Zu der zweiten Hochstromzone 64 sind quer zu der Hochstromrichtung 68 benachbart eine dritte Hochwiderstandszone 74 und eine vierte Hochwiderstandszone 76 in der Blechplatine 60 ausgebildet. Zu der dritten Hochstromzone 66 sind quer zu der Hochstromrichtung 68 benachbart eine fünfte Hochwiderstandszone 78 und eine sechste Hochwiderstandszone 80 in der Blechplatine 60 ausgebildet. 6 and 7 show a sheet metal blank 60 according to a fourth exemplary embodiment of the method according to the invention. The metal plate 60 here has a first high-current zone 62, a second high-current zone 64 and a third high-current zone 66 (delimited in each case by a dot-dash frame in the figures for visualization purposes). The high current zones 62, 64, 66 do not have any perforations. The main current direction 68 runs between the current supply electrode 16 and the current discharge electrode 18 through the high-current zones 62, 64, 66 lined up next to one another. A first high-resistance zone 70 and a second high-resistance zone 72 are formed in the metal plate 60 transversely to the high-current direction 68 adjacent to the first high-current zone 62 . A third high-resistance zone 74 and a fourth high-resistance zone 76 are formed in the metal plate 60 adjacent to the second high-current zone 64 transversely to the high-current direction 68 . A fifth high-resistance zone 78 and a sixth high-resistance zone 80 are formed in the metal plate 60 adjacent to the third high-current zone 66 transversely to the high-current direction 68 .

Durch verschiedene Ausgestaltung der Hochwiderstandszonen 70, 72, 74, 76, 78, 80 (jeweils durch eine strichpunktierte Einrahmung in den Figuren visualisierend umgrenzt) stellt sich bei dem Beheizungsschritt eine entlang der Hauptstromrichtung 68 verändernde Stromdichte und folglich verändernde Heizleistungsdichte ein. Hierdurch werden bei dem Beheizungsschritt verschiedene Zieltemperaturen in den Hochstromzonen 62, 64 und 66 erzielt. Wie in 7. ersichtlich, erstrecken sich die dritte Hochwiderstandszone 74 und die vierte Hochwiderstandszone 76 weiter von dem Randbereich der Blechplatine 60 zu der Hochstromzone 64 hin, die somit in Hauptstromrichtung 68 schmaler ist. Somit konzentriert sich der wesentliche Anteil des Gesamtstroms bei dem Beheizungsschritt in der zweiten Hochstromzone 64 auf einen geringeren durchflossenen Materialquerschnitt aus Platinenmaterial als in der ersten Hochstromzone 62 und der zweiten Hochstromzone 64, wie in der Darstellung der 7 durch die Einschnürung der Feldlinien in der zweiten Hochstromzone verdeutlicht. Der durchflossene Materialquerschnitt jeder der Hochstromzonen 62, 64, 66 entspricht dabei dem Produkt aus der Blechdicke der Blechplatine 60 und der jeweiligen quer zur Hauptstromrichtung 68 erstreckenden Breite der Hochstromzone 62, 64, 66.Due to the different design of the high-resistance zones 70, 72, 74, 76, 78, 80 (delimited in each case by a dot-dash frame in the figures), a current density that changes along the main flow direction 68 and consequently a change in the heating power density occurs during the heating step. As a result, different target temperatures are achieved in the high-current zones 62, 64 and 66 during the heating step. As in 7 . As can be seen, the third high-resistance zone 74 and the fourth high-resistance zone 76 extend further from the edge region of the metal plate 60 to the high-current zone 64 , which is therefore narrower in the main current direction 68 . Thus, the major portion of the total current in the heating step in the second high-current zone 64 is concentrated on a smaller cross-section of circuit board material through which the material flows than in the first high-current zone 62 and the second high-current zone 64, as shown in FIG 7 illustrated by the constriction of the field lines in the second high-current zone. The material cross-section through which the material flows in each of the high-current zones 62, 64, 66 corresponds to the product of the sheet metal thickness of the metal plate 60 and the width of the high-current zone 62, 64, 66, which extends transversely to the main flow direction 68.

Bei der Durchführung des Beheizungsschritts wird die zweite Hochstromzone 64 daher mit einer höheren Heizleistungsdichte beheizt und erreicht eine höhere Zieltemperatur als die erste Hochstromzone 62 und die dritte Hochstromzone 66.When the heating step is carried out, the second high-current zone 64 is therefore heated with a higher heating power density and reaches a higher target temperature than the first high-current zone 62 and the third high-current zone 66.

Durch die Ausgestaltung verschiedener Hochstromzonen mit unterschiedlich hohen Heizleistungsdichten können daher verschiedene Bereiche der Blechplatine unterschiedlich stark beheizt werden, beispielsweise derart, dass eine Hochstromzone eine Zieltemperatur oberhalb der Rekristallisationstemperatur des Platinenmaterials erreicht und eine weitere Hochstromzone eine Zieltemperatur erreicht, die zugleich lediglich ein Anlassen, eine Härtung und/oder eine Kaltverfestigung in anschließenden einem Warmumformschritt ermöglicht.By designing different high-current zones with different high heating power densities, different areas of the sheet metal blank can therefore be heated to different degrees, for example in such a way that a high-current zone reaches a target temperature above the recrystallization temperature of the blank material and another high-current zone reaches a target temperature that at the same time only involves tempering, hardening and/or enables strain hardening in a subsequent hot forming step.

In einem fünften Ausführungsbeispiel gemäß 8 weist eine Blechplatine 82 eine Sollbruchkontur 30 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel (mit entsprechend gleichen Bezugszeichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel) auf, zusätzlich ergänzt um die Hochwiderstandszonen 70, 72, 74, 76, 78, 80 des vierten Ausführungsbeispiels gemäß 7 (mit entsprechend gleichen Bezugszeichen wie dem vierten Ausführungsbeispiel), so dass sich dabei (entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel) die erste Hochstromzone 62, die zweite Hochstromzone 64 und die dritte Hochstromzone 66 ergeben. Der Rohlingsbereich 24 erstreckt sich damit in Ebenenausdehnung über die erste Hochstromzone 62, die zweite Hochstromzone 64 und die dritte Hochstromzone 66. Hierdurch können die jeweils in den verschiedenen Hochstromzonen 62, 64, 66 liegenden Bereiche des Rohlingsbereichs 24 gezielt einer unterschiedlichen Erhitzung in dem Beheizungsschritt unterzogen werden.In a fifth embodiment according to 8th a sheet metal blank 82 has a predetermined breaking contour 30 according to the first exemplary embodiment (with the same reference numbers as in the first exemplary embodiment), additionally supplemented by the high-resistance zones 70, 72, 74, 76, 78, 80 of the fourth exemplary embodiment 7 (with the same reference numerals as in the fourth exemplary embodiment), so that (corresponding to the fourth exemplary embodiment) the first high-current zone 62, the second high-current zone 64 and the third high-current zone 66 result. The blank area 24 thus extends in a plane extension over the first high-current zone 62, the second high-current zone 64 and the third high-current zone 66. As a result, the areas of the blank area 24 lying in the different high-current zones 62, 64, 66 can be subjected to different heating in the heating step in a targeted manner will.

Alternativ oder ergänzend zu den Perforationen aller vorgenannten Ausführungsbeispiele können Nuten in die Blechplatinen 2, 44, 56, 60, 82 eingebracht sein. Die Nuten können dabei jeweils die gleiche Funktion übernehmen wie die Perforationen, wobei lediglich der aus Platinenmaterial verbleibende Nutgrund zur elektrischen Leitfähigkeit beiträgt. Wird der Nutgrund dünn ausgestaltet, stellt sich in Ebenenausdehnung über einer Nut ein erheblich vergrößerter elektrischer Widerstand ein, als wenn die Nut nicht in die Blechplatine eingebracht wäre.As an alternative or in addition to the perforations of all of the aforementioned exemplary embodiments, grooves can be made in the sheet metal blanks 2, 44, 56, 60, 82. The grooves can each take on the same function as the perforations, with only the bottom of the groove remaining from circuit board material contributing to the electrical conductivity. If the bottom of the groove is designed to be thin, there is a considerably greater electrical resistance over a groove in the planar extension than if the groove were not made in the metal plate.

BezugszeichenlisteReference List

22: Blechplatinetin plate
44: erstes Platinenendefirst board end
66: zweites Platinenendesecond board end
88th: Längsrichtunglongitudinal direction
1010: Querrichtungtransverse direction
1212: erste Platinenoberflächefirst board surface
1414: zweite Platinenoberflächesecond board surface
1616: Stromzuführungselektrodepower supply electrode
1818: Stromabführungselektrodecurrent drain electrode
2020: Perforationperforation
2222: Linienverlaufline progression
2424: Rohlingsbereichblank area
2626: Rohlingsumgebungblank environment
2828: Verbindungsstegconnecting bar
3030: Sollbruchkonturbreaking contour
3232: Randflächeedge surface
3434: Randflächeedge surface
3636: Perforationsbreiteperforation width
3838: Perforationslängeperforation length
4040: Kontaktierungsbereichcontacting area
4242: Feldlinienfield lines
4444: Blechplatinetin plate
4646: Perforationperforation
4848: erste Hochwiderstandszonefirst high resistance zone
5050: zweite Hochwiderstandszonesecond high resistance zone
5252: Hochstromzonehigh current zone
5454: Hauptstromrichtungmain flow direction
5656: Blechplatinetin plate
5858: Rohlingsumgebungblank environment
6060: Blechplatinetin plate
6262: erste Hochstromzonefirst high current zone
6464: zweite Hochstromzonesecond high current zone
6666: dritte Hochstromzonethird high current zone
6868: Hauptstromrichtungmain flow direction
7070: erste Hochwiderstandszonefirst high resistance zone
7272: zweite Hochwiderstandszonesecond high resistance zone
7474: dritte Hochwiderstandszonethird high resistance zone
7676: vierte Hochwiderstandszonefourth high resistance zone
7878: fünfte Hochwiderstandszonefifth high resistance zone
8080: sechste Hochwiderstandszonesixth high resistance zone
8282: Blechplatinetin plate

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

WO 2018/158374 A1 [0005]
DE 102014102033 A1 [0006]

Claims

Method for processing an electrically conductive metal plate made of a plate material, wherein in a heating step the metal plate (2, 44, 56, 60, 82) is subjected to at least one electrical voltage difference by means of at least one current supply electrode (16) and at least one current discharge electrode (18) and thereby is traversed by electric current and is resistively heated, characterized in that the metal plate (2, 44, 56, 60, 82) has one or more perforations (20, 46) and/or one or more grooves.

procedure after claim 1 , characterized in that the geometric arrangement of one or more of the perforations (20) and/or one or more of the grooves form a predetermined breaking contour (30) which separates a blank area (24) of the sheet metal blank (2, 56. 82) from that outside of the Blank area (24) lying blank environment (26) of the sheet metal blank (2, 56, 82) limited or limit.

procedure after claim 2 , characterized in that before the heating step, one, several or all perforations (20, 46) and/or grooves of the predetermined breaking contour (30) separate an edge surface (32) of the blank area (24) from a respective edge surface (34) of the blank surroundings (26 ) by an intermediate perforation width (36) or groove width, the perforation width (36) or groove width being dimensioned such that in the heating step along part or along the entire length of one, several or all of said perforations (20) or grooves respectively the associated edge surface (32) of the blank area (24) and the edge surface (34) of the blank area (26) make electrically conductive contact with one another and part of the electric current flows through them.

Procedure according to one of claims 2 or 3 , characterized in that the geometrical arrangement of one or more of the perforations (20) and/or one or more of the grooves forms a line (22) or several lines (22).

procedure after claim 4 , characterized in that along the course of the line (22) or along at least one of the courses of the line (22) between successive perforations (20) there is in each case a connecting web (28) made of circuit board material.

procedure after claim 5 , characterized in that the ratio of the total length of the perforations (20) along the predetermined breaking contour (30) and the total length of the connecting webs (28) along the predetermined breaking contour (30) is greater than 1 and less than 20, in particular greater than 2 and is less than 8, more particularly greater than 4 and less than 7.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that one or more of the perforations (46) and/or one or more of the grooves have at least one flat high-resistance zone (48, 50, 70, 72, 74, 76, 78, 80) in the Sheet metal plate (44, 56, 60, 82) which has a greater average electrical resistance in the main current direction (54) running between one or the current supply electrode (16) and one or the current discharge electrode (18) than in a direction transverse to the main current direction (54) a corresponding high current zone (52, 62, 64, 66) adjacent to the high resistance zone (48, 50, 70, 72, 74, 76, 78, 80).

procedure after claim 7 , characterized in that in the heating step, the at least one high-current zone (52, 62, 64, 66) is traversed with an average electrical current density that is more than 30%, in particular more than 100%, more particularly more than 500% greater than the at least a corresponding high resistance zone (48, 50, 70, 72, 74, 76, 78, 80).

Procedure according to one of Claims 7 or 8th , characterized in that the one or more of the perforations (46) and/or the one or more of the grooves have a plurality of high-resistance zones (48, 50, 70, 72, 74, 76, 78, 80) and respectively associated high-current zones (52 , 62, 64, 66), in particular with different mean electrical resistances of the high-resistance zones (48, 50, 70, 72, 74, 76, 78, 80) in the main flow direction (54).

Procedure according to one of Claims 7 until 9 , characterized in that in the heating step one or more of the one or more high-current zones (52, 62, 64, 66) are heated to high temperature values in the region of recrystallization of the board material and/or one or more high-current zones (52, 62, 64, 66) to lower temperature values, for example in the recovery area of the board material, with one or more of the high resistance zones (48, 50, 70, 72, 74, 76, 78, 80) at a lower temperature below the recovery area and below the area of the Recrystallization of the board material remain.

Procedure according to one of Claims 7 until 10 , characterized in that a or the blank area (24) extends entirely or partially over the high-current zone (52, 62, 64, 66) or over several of the high-current zones (52, 62, 64, 66).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that one or more of the perforations (20, 46) and/or one or more of the grooves are made in the sheet metal blank (2, 44, 56, 60, 82 ) are introduced.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the introduction of the one or more perforations (20, 46) and / or the one or more grooves by means of a thermal cutting process, in particular by means of laser cutting and / or eroding, and / or by means of a mechanical Separation process, in particular by means of milling, takes place.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that after the heating step and/or during the heating step, a part of the sheet metal blank (2, 44, 56, 60, 82), in particular the blank area (24) or a part of one or of the blank area (24) of the sheet metal blank (2, 56, 82), is mechanically formed, in particular comprising deep-drawing and/or stretch-forming.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the heating step the sheet metal blank (2, 44, 56, 60, 82), in particular one or the blank area (24) of the sheet metal blank (2, 56, 82), is heated to a heat treatment temperature which favors the properties for subsequent processes, for example to a heat treatment temperature equal to or higher than the recrystallization temperature of the board material.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that during the material weakening step the sheet metal blank (2, 44, 56, 60, 82), in particular one or the blank area (24) of the sheet metal blank (2, 56, 82), has a preparation temperature which is lower than the recrystallization temperature of the circuit board material, in particular less than 100° C., more particularly room temperature.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sheet metal blank (2, 44, 56, 60, 82) has a rectangular geometry, a geometry having a plurality of rectangular sections, a geometry with a width which changes in the longitudinal direction, in particular a wedge-shaped geometry.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that during or after a hot forming step or the hot forming step, the blank area (24) is partially or completely separated from the sheet metal blank (2, 56, 82) along the predetermined breaking contour (30).

Sheet metal blank, set up for processing in a method according to one of Claims 1 until 18 .