DE10304078A1 - Components with a metallic foam layer - Google Patents
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Abstract
Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Bauteils (14), das zumindest eine aufgeschäumte Lage, die mit einer oder mehreren Sorten von Treibmittel und mit einer oder mehreren Sorten von Metallpulver gebildet ist, und zumindest eine massivmetallische Lage (2; 3) umfaßt, wobei zur Bildung der aufgeschäumten Lage ein Pulver aus mehreren Komponenten gemischt und die so gebildete Mischung (1) zusammen mit der oder den metallischen Lage(n) (2; 3) zumindest einer Druckeinwirkung ausgesetzt und später aufgeschäumt wird, wird das nach dem Aufschäumen gebildete Halbzeug (4) in ein zweiseitiges Formgebungswerkzeug (9) eingebracht und umgeformt (Fig. 1).In a method for producing a component (14), which comprises at least one foamed layer, which is formed with one or more types of blowing agent and with one or more types of metal powder, and at least one solid metal layer (2; 3), wherein for Formation of the foamed layer, a powder is mixed from several components and the mixture (1) thus formed, together with the metallic layer (s) (2; 3), is subjected to at least one pressure and later foamed, the semi-finished product formed after foaming ( 4) introduced into a two-sided shaping tool (9) and shaped (FIG. 1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bauteilherstellung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Bauteil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11.The invention relates to a method for component manufacture according to the preamble of claim 1 and a component according to the preamble of claim 11.
Bei der Herstellung von Bauteilen oder Halbzeugen mit zumindest einer Lage, die ein Treibmittel und ein metallisches Pulver enthält, werden diese Komponenten aus einer Pulverkonsistenz nach ihrer Vermischung zu einem schäumbaren Verbund zusammengeführt. Derartige Bauteile sind aufgrund des Schaumanteils besonders leicht und gleichzeitig sehr steif, so daß sie etwa in mobilen Einheiten, wie Kraftfahrzeugen, sehr vorteilhaft als Karosserieteile, auch zum Abbau von eingeleiteter Energie bei einem Unfall, einsetzbar sind.In the manufacture of components or semi-finished products with at least one layer containing a blowing agent and contains a metallic powder, these components are made from a powder consistency after they are mixed to a foamable Verbund merged. Such components are particularly light due to the foam content and at the same time very stiff, so that they can be used in mobile units, like motor vehicles, very advantageous as body parts, too can be used to reduce the energy introduced in an accident are.
Aus der
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, insbesondere für Bauteile mit geringen Umformgraden, etwa mit leicht gewölbten Flächen, eine Vereinfachung des Herstellungsprozesses zu ermöglichen.The invention is based on the problem, in particular for components with low degrees of deformation, such as with slightly curved surfaces, a simplification of the Enable manufacturing process.
Die Erfindung löst dieses Problem durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Bauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die weiteren Ansprüche 2 bis 10 verwiesen.The invention solves this problem by a method with the features of claim 1 and by a component with the Features of claim 11. With regard to advantageous refinements the invention is made to the further claims 2 to 10.
Erfindungsgemäß können für verschiedene Bauteile die gleichen Aufschäumformen verwendet werden. Damit ist eine Aufspaltung einer Serie möglich, ohne die Aufschäumöfen zu modifizieren. Eine aufwendige Umrüstung, bei der zunächst die Öfen heruntergefahren und nach dem Umrüsten wieder auf Schäumtemperatur erhitzt werden müßten, ist damit vermieden.According to the invention for different components same forms of foaming be used. This makes it possible to split a series without to modify the frothing ovens. A complex changeover, at first shut down the ovens and after retooling back to foaming temperature would have to be heated avoided.
Es muß keine hitzebeständige, an die Endkontur angepaßte Form für den Ofen hergestellt werden, sondern das Halbzeug kann etwa während des Aufschäumens planeben verbleiben, was den gleichmäßigen Aufschäumprozeß erleichtert und eine preiswerte Herstellung von aufgeschäumten Teilen im Serienbetrieb auch unter großzügigen Einstellungstoleranzen für den Ofenbetrieb ermöglicht.It doesn't have to be heat-resistant the final contour adapted Shape for the oven can be produced, but the semi-finished product can level off during foaming remain, which facilitates the even foaming process and an inexpensive production of foamed parts in series production even under generous setting tolerances for the Furnace operation enabled.
Eine formangepaßte Ausgestaltung des Ofens kann komplett entbehrlich sein, wenn etwa planebene Halbzeuge aufgeschäumt werden und erstmalig nach dem Aufschäumen einer Umformung unterzogen werden.A form-fitting design of the oven can be completely unnecessary if, for example, flat semi-finished products are foamed and for the first time after foaming undergo a forming process.
Bei Ausbildung eines Preßwerkzeugs mit parallelen Formteilen ist gewährleistet, daß die Parallelität des Halbzeugs gewahrt bleibt, insbesondere die aufgeschäumte Schicht in ihrer Dicke gleichmäßig erhalten bleibt.When forming a press tool with parallel moldings it is ensured that the parallelism of the semi-finished product is maintained, especially the foamed layer in its thickness preserved evenly remains.
Dabei können lokale Deformationen und Brechen von einzelnen Zellstegen der aufgeschäumten Blasen oder Zellen vermieden werden, wenn der Mindestradius der formgebenden Teile bei einem zumindest 5 mm dicken Halbzeug schon bei einem geringen Umformwinkel wenigstens 20 mm beträgt.Local deformations and breaking can occur avoided by individual cell webs of the foamed bubbles or cells if the minimum radius of the forming parts in a at least 5 mm thick semi-finished products with a small forming angle is at least 20 mm.
Mit der Zellstruktur des Bauteils nach Anspruch 11 in der aufgeschäumten Schicht ist die Möglichkeit verbunden, die Umformung erst nach dem Aufschäumen durchführen zu können, ohne eine anschließendes Erholungsglühen durchführen zu müssen.With the cell structure of the component according to claim 11 in the foamed Layer is the possibility connected to be able to carry out the forming only after the foaming, without carrying out a subsequent recovery annealing have to.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus einem in der Zeichnung dargestellten und nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung.Other advantages and features of Invention result from one shown in the drawing and the embodiment of the object described below the invention.
In der Zeichnung zeigt:The drawing shows:
Um mehrlagige Metallbauteile
Die so gebildete Pulverlage kann
etwa über ein
Strangpreßverfahren
zwischen zwei Walzen oder über
ein Impulsverdickten oder anderes eindimensionales Verdichten lotrecht
zur Erstreckung der Pulverlage allein oder mit einer oder mehreren
massivmetallischen Deckschichten
Ein solches Halbzeug kann zurechtgeschnitten
und dann entweder einer ersten Umformung unterzogen werden, etwa
mit Ausprägungen
versehen werden, wie in der
Das ggf. umgeformte Halbzeug wird
anschließend
in eine Form eingelegt, die an die endkonturierte Seite angepaßt ist,
so daß beim
nachfolgenden Aufschäumen
eine Expansion nur noch in von der endkonturierten Seite abgewandter
Richtung stattfindet. Das Schäumen
erfolgt in dieser Form in einem Ofen bei einer Temperatur oberhalb
der Zersetzungstemperatur des Treibmittels, bei der dieses Gas abspaltet,
und kann je nach Anforderung begrenzt sein oder frei erfolgen. Dadurch
wird ein weiter zu verarbeitendes Halbzeug
Im gezeichneten Ausführungsbeispiel
eines Halbzeugs
In dem nach den
Nach dem Aufschäumen wird dann entgegen allen
bisher bekannten Verfahren eine hier erstmalige oder ansonsten weitere
Verformung vorgenommen. Hierbei wird als Umformwerkzeug
Die Flächen
Bei der Pressung ist zu beachten,
daß die formgebenden
Teile
Bei einem hinreichenden Mindestradius
werden zwar die Zellstege
In
Das aufgeschäumte Halbzeug
Die Umformung kann besonders kostengünstig als
Kaltumformung durchgeführt
werden. Auch eine Warmumformung ist möglich. Ein hoher Kupferanteil
in der Ausgangsmischung sichert eine gute Duktilität der gebildeten
Schaumschicht
Das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte
und ebenfalls beanspruchte Bauteil
Das Bauteil
Claims (11)
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