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 DE 196 12 781 C1 ist bekannt, das vermischte Pulver entweder allein zu verdichten oder es mit einer oder mehreren massivmetallischen Deckschichten durch Druckeinwirkung, etwa Strangpressen, zu verbinden, diesen Verbund umzuformen und nachfolgend in einer Form, die zumindest ein Formteil aufweist, das an die Endkontur des Bauteils angepaßt ist, aufzuschäumen. Nach dem Aufschäumen können Schneid- und Kalibrierungs-vorgänge im Randbereich zur Bildung von Befestigungsflanschen durchgeführt werden.From the DE 196 12 781 C1 it is known to either compact the mixed powder alone or to connect it to one or more solid metallic cover layers by the action of pressure, such as extrusion, to reshape this composite and subsequently in a form which has at least one molded part which is adapted to the end contour of the component to foam up. After foaming, cutting and calibration processes can be carried out in the edge area to form fastening flanges.

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:

1 eine Gesamtansicht eines zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildeten Preßwerkzeugs mit eingelegtem Halbzeug während des Umformprozesses, 1 1 shows an overall view of a press tool designed to carry out a method according to the invention with an inserted semi-finished product during the forming process,

2 eine Detailansicht des oberen und unteren Formteils der Presse mit dazwischen gehaltenem aufgeschäumtem, planebenem Halbzeug vor dem Umformen, 2 a detailed view of the upper and lower molded part of the press with foamed, planar semi-finished product held between them before forming,

3 eine ähnliche Ansicht wie 2 bei einsetzender Pressung und beginnender Umformung, 3 a view similar to 2 when pressing begins and forming begins,

4 eine ähnliche Ansicht wie 3 bei weiter fortgesetzter Pressung und Umformung, 4 a view similar to 3 with continued pressing and forming,

5 eine ähnliche Ansicht wie 4 am Ende des Preßvorgangs, 5 a view similar to 4 at the end of the pressing process,

6 das Detail VI in 5, 6 the detail VI in 5 .

7 das Detail VII in 6, 7 the detail VII in 6 .

8 bis 11 eine Umformung mit einem Prägewerkzeug mit einem zu kleinen Minimalradius des umformenden Formteils, darin 8th to 11 a forming with an embossing tool with a minimum radius of the forming part that is too small, therein

8 das eingelegte Halbzeug zu Beginn der Verformung, 8th the inserted semi-finished product at the beginning of the deformation,

9 die einsetzende Pressung und Verformung, 9 the onset of compression and deformation,

10 die weiter fortschreitende Pressung und Verformung, 10 the progressive compression and deformation,

11 das umgeformte Bauteil, 11 the formed component,

12 eine gerissene äußere Decklage bei einem zu großen Umformwinkel, 12 a cracked outer cover layer when the forming angle is too large,

13 ein unteres Formteil zur Herstellung eines Skateboards. 13 a lower molding for the production of a skateboard.

Um mehrlagige Metallbauteile 14 mit zumindest einer aufgeschäumten Lage 1 zu schaffen, wird zunächst eine Pulvermischung aus einem oder mehreren metallischen Pulvern, beispielsweise einer Aluminium-Silizium-Legierung, etwa AlSi7 oder AlSi12, oder einer Aluminium-Silizium-Kupfer-Legierung, etwa AlSi6Cu4, einerseits, und einem oder mehreren gasabspaltenden Treibmitteln andererseits, beispielsweise Titanhydrid, angefertigt. Das Vermischen der Pulverbestandteile kann in einem mechanischen Mischer erfolgen.To multilayer metal components 14 with at least one foamed layer 1 To create a powder mixture of one or more metallic powders, for example an aluminum-silicon alloy, such as AlSi7 or AlSi12, or an aluminum-silicon-copper alloy, such as AlSi6Cu4, on the one hand, and one or more gas-releasing blowing agents on the other hand, at for example, titanium hydride. The powder components can be mixed in a mechanical mixer.

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 2, 3 zu einem aufschäumbaren Halbzeug verdichtet werden. Bei Verwendung von massivmetallischen Deckschichten 2, 3 entstehen dabei metallische Bindungen zwischen der oder den Deckschichten) 2, 3 und der Pulverlage. Etwa bei Verwendung als Crashelement kann das Halbzeug auch ohne Deckschichten 2, 3 gebildet werden.The powder layer formed in this way can be used, for example, by means of an extrusion process between two rollers or by means of an impulse thickening or other one-dimensional compacting perpendicular to the extension of the powder layer alone or with one or more solid metal cover layers 2 . 3 be compressed into a foamable semi-finished product. When using solid metallic cover layers 2 . 3 metallic bonds are formed between the cover layer or layers) 2 . 3 and the powder layer. For example, when used as a crash element, the semi-finished product can also be used without cover layers 2 . 3 be formed.

Ein solches Halbzeug kann zurechtgeschnitten und dann entweder einer ersten Umformung unterzogen werden, etwa mit Ausprägungen versehen werden, wie in der DE 196 12 781 C1 beschrieben. Dieses Umformen kann durch bekannte übliche einseitige oder zweiseitige Umformverfahren, wie etwa durch ein Tiefziehverfahren, wobei eine Seite bereits ihre Endkontur erhält, erfolgen. Das Halbzeug kann jedoch auch in seiner in der Regel planebenen Form verbleiben.Such a semi-finished product can be cut to size and then either subjected to a first shaping, for example provided with features, as in the DE 196 12 781 C1 described. This reshaping can be carried out by known customary one-sided or two-sided reshaping methods, such as, for example, by a deep-drawing method, one end already receiving its final contour. However, the semi-finished product can also remain in its generally plane shape.

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 4 mit zumindest einer aufgeschäumten Lage 1 gebildet.The possibly formed semi-finished product is then placed in a mold which is adapted to the end-contoured side, so that during the subsequent foaming, expansion only takes place in the direction facing away from the end-contoured side. Foaming takes place in this form in an oven at a temperature above the decomposition temperature of the blowing agent, at which this gas splits off, and can be limited or free, depending on requirements. This makes a semi-finished product to be processed 4 with at least one foamed layer 1 educated.

Im gezeichneten Ausführungsbeispiel eines Halbzeugs 4 mit doppelseitig massivmetallischen Blechen 2, 3 und einer dazwischen liegenden aufgeschäumten Lage 1 bestehen zwischen den eingezeichneten Zellwänden 7 der aufgeschäumten Blasen 8 und den massivmetallischen Deckblechen 2, 3 metallische Bindungen. Das Halbzeug 4 ist parallelwandig, weist über seinen gesamten Verlauf eine konstante Dicke auf und ist hier vor dem Aufschäumen nicht umgeformt worden.In the illustrated embodiment of a semi-finished product 4 with double-sided solid metal sheets 2 . 3 and a foamed layer in between 1 exist between the cell walls shown 7 of the foamed bubbles 8th and the solid metal cover plates 2 . 3 metallic bonds. The semi-finished product 4 is parallel-walled, has a constant thickness over its entire course and has not been formed here before foaming.

In dem nach den 2 bis 5 gezeigten Umformvorgang liegt somit ein planebenes Halbzeug 4 vor. Dieses hat hier eine Dicke von etwa zehn Millimetern. Die Decklagen 2, 3 haben jeweils eine Dicke von etwa einem Millimeter. Die Dicke der Decklagen 2, 3 sollte hinreichend gering sein, um deren Verformung zu ermöglichen und um hinterher im Bauteil 14 ein geringes Gewicht zu gewährleisten. Eine Decklage 2, 3 sollte daher weniger als etwa 15% der Dicke des Halbzeugs 4 einnehmen.In the after the 2 to 5 Forming process shown is thus a flat semifinished product 4 in front. This is about ten millimeters thick. The top layers 2 . 3 each have a thickness of approximately one millimeter. The thickness of the top layers 2 . 3 should be sufficiently small to enable their deformation and afterwards in the component 14 to ensure a low weight. A top layer 2 . 3 should therefore be less than about 15% of the thickness of the semi-finished product 4 take in.

Nach dem Aufschäumen wird dann entgegen allen bisher bekannten Verfahren eine hier erstmalige oder ansonsten weitere Verformung vorgenommen. Hierbei wird als Umformwerkzeug 9 ein Preßwerkzeug eingesetzt, das ein oberes 10 und ein unteres Formteil 11 umfaßt. Diese weisen einander zugewandte Flächen 5, 6 auf, die sowohl bei geöffnetem als auch bei geschlossenem Werkzeug 9 parallel zueinander stehen und somit bei geschlossenem Werkzeug 9 einen Parallelspalt 12 zwischen sich belassen, in dem das Halbzeug 4 über seine ganze Flächenerstreckung eine konstante Dicke aufweist. Die Höhe H des bei geschlossenem Werkzeug 9 verbleibenden Parallelspalts 12 entspricht dabei der Dicke D des Halbzeugs 4 und des im Werkzeug 9 durch die Umformung gebildeten Bauteils 14.After the foaming, contrary to all previously known methods, a first or otherwise further deformation is carried out here. This is used as a forming tool 9 a pressing tool is used, which is an upper 10 and a lower molding 11 includes. These face each other 5 . 6 on both when the tool is open and when it is closed 9 Stand parallel to each other and therefore with the tool closed 9 a parallel gap 12 between them, in which the semi-finished product 4 has a constant thickness over its entire area. The height H of the tool closed 9 remaining parallel gap 12 corresponds to the thickness D of the semi-finished product 4 and that in the tool 9 component formed by the deformation 14 ,

Die Flächen 5, 6 sind in sich jeweils geschlossen und stehen somit am Ende des Umformprozesses vollflächig in Kontakt mit den Decklagen 2, 3 des Bauteils 14.The areas 5 . 6 are self-contained and are therefore in full contact with the top layers at the end of the forming process 2 . 3 of the component 14 ,

Bei der Pressung ist zu beachten, daß die formgebenden Teile 10, 11 keinen zu engen Mindestradius aufweisen, da ansonsten, wie in den 8 bis 11 dargestellt ist, ein signifikanter Anteil von Zellstegen 7 der Schaumblasen 8 reißt und zudem bei dem dort dargestellten extrem kleinen Radius die obere, gestauchte Deckschicht 2 punktuell oder linienhaft eingedrückt wird. Die Parallelwandigkeit des Bauteils 14 würde dadurch verletzt, das Bauteil unbrauchbar. Sofern das Bauteil eine Mindestdicke D von 5 mm aufweist, sollte etwa bei Verwendung einer AlMn1-Legierung bei Kaltverformung schon bei kleinen Umformwinkeln von wenigen Grad kein in den Formteilen 10, 11 vorkommender Radius kleiner als 20 mm sein. Insbesondere bei großen Umformwinkeln von einigen zehn bis hin zu etwa sechzig Grad wird eine größere Sicherheit gegen unerwünschte lokale Deformationen bei einem Mindestradius von 50 mm oder bei etwa 60° von 75 mm erreicht. Bei Warmverformung allerdings ist die Größe des erforderlichen Mindestradius' verringert – bei einer sehr duktilen Legierung bei einer 60°-Umformung bis auf etwa 40 mm. Für ein Halbzeug 4 mit größerer Dicke kann ein größerer Mindestradius erforderlich werden.When pressing, it should be noted that the shaping parts 10 . 11 do not have a too narrow minimum radius, otherwise, as in the 8th to 11 is shown, a significant proportion of cell webs 7 the foam bubbles 8th tears and, at the extremely small radius shown there, the upper, compressed top layer 2 is pressed in punctually or linearly. The parallel wall of the component 14 would be injured, the component would be unusable. Provided that the component has a minimum thickness D of 5 mm, for example when using an AlMn1 alloy for cold forming, there should be no mold parts even at small forming angles of a few degrees 10 . 11 occurring radius should be less than 20 mm. Particularly with large forming angles from a few tens to about sixty degrees, greater security against undesired local deformations is achieved with a minimum radius of 50 mm or at about 60 ° of 75 mm. In the case of hot working, however, the size of the required minimum radius is reduced - in the case of a very ductile alloy with a 60 ° working up to about 40 mm. For a semi-finished product 4 a larger thickness may require a larger minimum radius.

Bei einem hinreichenden Mindestradius werden zwar die Zellstege 7 plastisch verformt (Knickung von Euler), behalten jedoch ihre stützende Wirkung bei. Durch die großen Mindestradien, die bevorzugt auch noch größer als 100 mm sind, wird der Druck nur in der ersten Phase der Verformung linienhaft in das Halbzeug 4 eingetragen. In dieser Phase findet jedoch noch elastische Verformung statt, so daß dies nicht zu Zerstörungen führt. Im weiteren, wenn die plastische Verformung eingesetzt hat, findet ein flächiger Druckeintrag statt.With a sufficient minimum radius, the cell webs are 7 plastically deformed (buckling by Euler), but retain their supporting effect. Due to the large minimum radii, which are preferably also larger than 100 mm, the pressure is linear in the semi-finished product only in the first phase of the deformation 4 entered. In this phase, however, elastic deformation still takes place, so that this does not lead to destruction. Furthermore, when the plastic deformation has started, a flat pressure entry takes place.

In 12 ist zudem ein Aufreißen der unteren, bei dem hier gezeigten Umformen gedehnten Deckschicht 3 gezeigt, was aus einem zu engen Radius der umformenden Teile 10, 11 und/oder einem zu großen Umformwinkel von mehr als etwa 60° resultiert. Die Materialdehnung in der Deckschicht 3 darf nicht zu einer Materialverdünnung führen, wenn die Stabilität des Bauteils 14 durchgehend hoch gehalten werden soll.In 12 is also tearing open the lower cover layer, which is stretched in the forming shown here 3 shown what is too narrow a radius of the forming parts 10 . 11 and / or an excessively large deformation angle of more than about 60 ° results. The material stretch in the top layer 3 must not lead to material thinning if the stability of the component 14 should be kept high all the time.

Das aufgeschäumte Halbzeug 4 ist während des geschilderten Umformprozesses anders als beim Tiefziehen randseitig nicht eingespannt, kann also ohne Verdünnung seine Parallelwandigkeit behalten. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel wird durch das obere Formteil 10 eine Druckspannung eingeleitet, durch das untere 11 eine Zugspannung. Die Verhältnisse können je nach Gestaltung der Formteile 10, 11 auch umgekehrt sein. Auch ist es möglich, daß die Formteile 10, 11 so ausgearbeitet sind, daß sie das aufgeschäumte Halbzeug 4 an mehreren Stellen gleichzeitig umformen. Dabei können sie teilweise Zug- und teilweise Druckspannungen einleiten. Die Umformungen können ihrer Gestalt nach verschiedenartig sein, etwa linienhaft oder punktuell.The foamed semi-finished product 4 is not clamped at the edges during the described forming process, unlike deep drawing, so it can retain its parallel wall without thinning. In the embodiment shown here is through the upper molding 10 initiated a compressive stress through the lower 11 a tension. The conditions can vary depending on the design of the molded parts 10 . 11 also be the other way around. It is also possible that the molded parts 10 . 11 are designed so that they are the foamed semi-finished product 4 reshape in several places at the same time. They can initiate partial tensile and partial compressive stresses. The shape of the deformations can be different, for example linear or punctiform.

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 1.The forming can be carried out as cold forming in a particularly cost-effective manner. Hot forming is also possible. A high copper content in the starting mixture ensures good ductility of the foam layer formed 1 ,

Das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte und ebenfalls beanspruchte Bauteil 14 weist somit zumindest einen von einer planebenen Fläche abweichenden verformten Bereich auf, der derart gekrümmt ist, daß. ein Teil der aufgeschäumten Lage 1 eine bezüglich der Krümmung neutrale Faser umfaßt und in einem relativ zur neutralen Faser enger gekrümmten Bereich Zellen 8a verkleinert und in einem relativ zur neutralen Faser äußeren, weiter gekrümmten Bereich Zellen 8b erweitert sind. Diese Erweiterung oder Verengung muß jeweils nicht alle dort gelegenen Zellen 8 betreffen, aber einen signifikanten, im Schliffbild sichtbaren Teil. Die Erweiterung oder Verkleinerung ist in erster Linie bezogen auf die Verlaufsrichtung der neutralen Faser. Es ergibt sich somit eine Vorzugserstreckung der Zellen 8 nach Art einer Textur metallischer Korngrenzen.The component produced and also claimed by the method according to the invention 14 thus has at least one deformed area which deviates from a plane surface and is curved in such a way that. part of the foamed location 1 comprises a fiber which is neutral in terms of curvature and cells in a region which is more narrowly curved relative to the neutral fiber 8a reduced in size and in a further curved area relative to the neutral fiber cells 8b are expanded. This enlargement or narrowing does not have to be all the cells located there 8th concern, but a significant part visible in the micrograph. The enlargement or reduction is primarily related to the direction of the neutral fiber. This results in a preferential extension of the cells 8th like a texture of metallic grain boundaries.

Das Bauteil 14 kann in verschiedenen Weisen weiterverarbeitet werden, beispielsweise an den Rändern zur Bildung von Flanschen eingedrückt, gebohrt sowie an den Flächen poliert und lackiert werden.The component 14 can be further processed in various ways, for example pressed in at the edges to form flanges, drilled and polished and painted on the surfaces.

Claims (11)

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, dadurch gekennzeichnet, daß das nach dem Aufschäumen gebildete Halbzeug (4) in ein zweiseitiges Formgebungswerkzeug (9) eingebracht und umgeformt wird.Method of manufacturing a component ( 14 ), the 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 to form the foamed layer, a powder of several components is mixed and the mixture thus formed ( 1 ) together with the metallic layer (s) (2; 3) is exposed to at least one pressure and later foamed, characterized in that the semi-finished product formed after foaming ( 4 ) in a two-sided molding tool ( 9 ) is introduced and formed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Formgebungswerkzeug (9) ein Preßwerkzeug ist.A method according to claim 1, characterized in that the shaping tool ( 9 ) is a press tool. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgeschäumte Halbzeug (4) eine Dicke (D) von mindestens 5 mm aufweist und die Umformung durch formgebende Teile (10;11) des Umformwerkzeugs (9) mit einem Mindestradius von 20 mm vorgenommen wird.Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the foamed semi-finished product ( 4 ) has a thickness (D) of at least 5 mm and the shaping by shaping parts ( 10 ; 11 ) of the forming tool ( 9 ) with a minimum radius of 20 mm. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgeschäumte Halbzeug (4) eine Dicke (D) von mindestens 5 mm aufweist und die Umformung mehr als 50° beträgt und durch formgebende Teile (10;11) des Umformwerkzeugs (9) mit einem Mindestradius von 75 mm vorgenommen wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the foamed semi-finished product ( 4 ) has a thickness (D) of at least 5 mm and the deformation is more than 50 ° and by shaping parts ( 10 ; 11 ) of the forming tool ( 9 ) with a minimum radius of 75 mm. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (14) zwei zueinander parallele massivmetallische Deckschichten (2;3) aufweist, zwischen denen eine aufgeschäumte Schicht gelegen ist, wobei die massivmetallischen Deckschichten (2;3) jeweils weniger als 15 % der Bauteildicke (D) einnehmen.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the component ( 14 ) two mutually parallel solid metal cover layers ( 2 ; 3 ), between which a foamed layer is located, the solid metallic cover layers ( 2 ; 3 ) each take up less than 15% of the component thickness (D). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, das das Umformungswerkzeug (9) ein oberes und ein unteres Formteil (10;11) aufweist, deren einander zugewandte Flächen (5;6) jeweils parallel zueinander stehen.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the forming tool ( 9 ) an upper and a lower molded part ( 10 ; 11 ), whose facing surfaces ( 5 ; 6 ) are parallel to each other. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das obere und das untere Formteil (10;11) in zusammengepreßter Stellung des Umformungswerkzeugs einen Parallelspalt (12) mit einer der Dicke (D) des eingelegten Halbzeugs (4) entsprechenden Höhe (H) begrenzen.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the upper and the lower molded part ( 10 ; 11 ) a parallel gap in the compressed position of the forming tool ( 12 ) with a thickness (D) of the inserted semi-finished product ( 4 ) limit the corresponding height (H). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umformung eine Kaltumformung ist.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the Forming is cold forming. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbzeug (4) vor dem Aufschäumen einer ersten Umformung unterzogen wird.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the semi-finished product ( 4 ) undergoes a first shaping before foaming. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der nach dem Aufschäumen eingetragene Umformungswinkel maximal 60° beträgt.Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that that the after foaming entered deformation angle is a maximum of 60 °. Bauteil (14), insbesondere Karosseriebauteil für Kraftfahrzeuge, umfassend zumindest eine Metallpulver und Treibmittel enthaltende aufgeschäumte Lage mit einer Vielzahl von von metallischen Zellstegen (7) umschlossenen Blasen (8), dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil zumindest einen von einer planebenen Fläche abweichenden verformten Bereich aufweist, der derart gekrümmt ist, das ein Teil der oder einer aufgeschäumten Lage eine bezüglich der Krümmung neutrale Faser umfaßt und in einem relativ zur neutralen Faser enger gekrümmten Bereich Zellen (8a) verkleinert und in einem relativ zur neutralen Faser äußeren, weiter gekrümmten Bereich Zellen (8b) erweitert sind.Component ( 14 ), in particular body component for motor vehicles, comprising at least one foamed layer containing metal powder and propellant with a large number of metallic cells gen ( 7 ) enclosed bubbles ( 8th ), characterized in that the component has at least one deformed area deviating from a plane surface, which is curved in such a way that part of the or a foamed layer comprises a fiber which is neutral with respect to the curvature and cells in a region which is more closely curved relative to the neutral fiber ( 8a ) reduced in size and in a further curved area relative to the neutral fiber cells ( 8b ) are expanded.
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SE0100232L (en) * 2001-01-26 2002-07-27 Bombardier Transp Gmbh Method for manufacturing a curved sandwich element and a curved sandwich element
ITMO20020041A1 (en) * 2002-02-19 2003-08-19 Tecnoform Spa METHOD FOR THE PRODUCTION OF CURVED FURNITURE COMPONENTS, PARTICULARLY FOR FURNITURE AND MANUFACTURE SO OBTAINABLE

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