EP1594646A2 - Bauteile mit metallischer schaumlage - Google Patents

Bauteile mit metallischer schaumlage

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Publication number
EP1594646A2
EP1594646A2 EP04706125A EP04706125A EP1594646A2 EP 1594646 A2 EP1594646 A2 EP 1594646A2 EP 04706125 A EP04706125 A EP 04706125A EP 04706125 A EP04706125 A EP 04706125A EP 1594646 A2 EP1594646 A2 EP 1594646A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
foamed
semi
finished product
component
forming
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04706125A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Winfried Bunsmann
Christoph Beichelt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wilhelm Karmann GmbH
Original Assignee
Wilhelm Karmann GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wilhelm Karmann GmbH filed Critical Wilhelm Karmann GmbH
Publication of EP1594646A2 publication Critical patent/EP1594646A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/002—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of porous nature
    • B22F7/004—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of porous nature comprising at least one non-porous part
    • B22F7/006—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of porous nature comprising at least one non-porous part the porous part being obtained by foaming
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy

Definitions

  • the invention relates to a method for producing components according to the preamble of claim 1 and a component according to the preamble of claim 11.
  • components or semi-finished products with at least one layer containing a blowing agent and a metallic powder these components are brought together from a powder consistency after their mixing to form a foamable composite.
  • Such components are particularly light and, at the same time, very stiff due to the foam content, so that they can be used very advantageously as body parts in mobile units, such as motor vehicles, and also for reducing the energy introduced in the event of an accident.
  • the same foam shapes can be used for different components. This enables a series to be split up without modifying the foaming furnaces. A costly retrofitting, in which the furnaces would first have to be shut down and then heated up again to the foaming temperature after the changeover, is thus avoided.
  • a form-fitting design of the furnace can be completely unnecessary if, for example, plane level Semi-finished products are foamed and are subjected to forming for the first time after foaming.
  • the cell structure of the component according to claim 11 in the foamed layer provides the possibility of being able to carry out the shaping only after the foaming, without having to carry out a subsequent recovery annealing.
  • Fig. 1 is an overall view of a for performing a method according to the invention trained press tool with inserted semi-finished product during the forming process
  • FIG. 2 shows a detailed view of the upper and lower molded part of the press with the foamed, planar semi-finished product held in between before the forming
  • FIG. 3 is a view similar to FIG. 2 with the onset of pressing and the beginning of forming
  • FIG. 4 is a view similar to FIG. 3 with continued pressing and forming
  • FIG. 5 is a view similar to FIG. 4 at the end of the pressing process
  • Deformation 9 shows the onset of compression and deformation
  • FIG. 13 shows a lower molded part for the production of a skateboard.
  • a powder mixture of one or more metallic powders for example an aluminum-silicon alloy, such as AlSi7 or A1SÜ2, or an aluminum-silicon-copper alloy, such as AlSi6Cu4, is first on the one hand, and one or more gas-releasing propellants, on the other hand, for example titanium hydride.
  • the powder components can be mixed in a mechanical mixer.
  • the powder layer formed in this way can be compacted, for example, by means of an extrusion process between two rollers or by means of pulse compression or other one-dimensional compression perpendicular to the extension of the powder layer, alone or with one or more solid metal cover layers 2, 3 to form a foamable semi-finished product.
  • solid metallic cover layers 2, 3 metallic bonds are formed between the or the top layer (s) 2, 3 and the powder layer.
  • the semifinished product can also be formed without cover layers 2, 3.
  • Such a semi-finished product can be cut to size and then either subjected to a first shaping, for example provided with features, as described in DE 196 12 781 Cl.
  • This reshaping can be carried out by known customary one-sided or two-sided reshaping processes, such as, for example, by a deep-drawing process, one end already receiving its final contour.
  • the semi-finished product can also remain in its generally plane shape.
  • 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.
  • a semifinished product 4 to be processed is formed with at least one foamed layer 1.
  • a semifinished product 4 with double-sided solid metal sheets 2, 3 and a foamed layer 1 lying in between there are metallic bonds between the cell walls 7 of the foamed bubbles 8 and the solid metal cover sheets 2, 3 drawn in.
  • the semi-finished product 4 is parallel-walled, has a constant thickness over its entire course and has not been formed here before foaming.
  • a flat semifinished product 4 is thus present in the forming process shown in FIGS. 2 to 5. This is about ten millimeters thick.
  • the cover layers 2, 3 each have a thickness of approximately one millimeter.
  • the thickness of the cover layers 2, 3 should be sufficiently small to enable their deformation and to ensure a low weight afterwards in the component 14.
  • a cover layer 2, 3 should therefore take up less than about 15% of the thickness of the semi-finished product 4.
  • a pressing tool is used as the forming tool 9, which comprises an upper 10 and a lower molding 11. These have mutually facing surfaces 5, 6 which are parallel to one another both when the tool 9 is open and when it is closed and thus leave a parallel gap 12 between them when the tool 9 is closed, in which the semifinished product 4 has a constant thickness over its entire surface extent.
  • the height H of the parallel gap 12 remaining when the tool 9 is closed corresponds to the thickness D of the Semi-finished product 4 and the component 14 formed in the tool 9 by the deformation.
  • the surfaces 5, 6 are each self-contained and are thus in full contact with the cover layers 2, 3 of the component 14 at the end of the forming process.
  • the shaping parts 10, 11 do not have a minimum radius which is too narrow, since otherwise, as is shown in FIGS. 8 to 11, a significant proportion of cell webs 7 of the foam bubbles 8 tears and also in that there shown extremely small radius, the upper, compressed cover layer 2 is pressed in at points or in lines. The Parallelwandigkei t of the component 14 would be violated, the component unusable. If the component has a minimum thickness D of 5 mm, for example when using an AlMnl alloy for cold working, even at small forming angles of a few degrees, no radius occurring in the molded parts 10, 11 should be less than 20 mm.
  • the cell webs 7 are plastically deformed (buckling by Euler), but retain their supporting effect. Due to the large minimum radii, which are preferably also greater than 100 mm, the pressure is entered linearly into the semifinished product 4 only in the first phase of the deformation. 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.
  • FIG. 12 also shows a tearing of the lower cover layer 3, which is stretched in the forming shown here, which results from an excessively narrow radius of the forming parts 10, 11 and / or an excessively large forming angle of more than approximately 60 °.
  • the material expansion in the cover layer 3 must not lead to a thinning of the material if the stability of the component 14 is to be kept high throughout.
  • the foamed semi-finished product 4 is not clamped on the edge side during the shaping process described, unlike in deep drawing, so it can keep its parallel wall without thinning.
  • compressive stress is introduced through the upper molded part 10, through the lower 11 a tension.
  • the ratios can also be reversed.
  • the molded parts 10, 11 are designed so that they reshape the foamed semi-finished product 4 at several points 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.
  • 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 1 formed.
  • the component 14 produced and also claimed by the method according to the invention thus has at least one deformed region which deviates from a plane surface and is curved in such a way that part of the foamed layer 1 comprises a fiber which is neutral with respect to the curvature and in one relative to the neutral fiber narrower curved area cells 8a are reduced and cells 8b are expanded in a further curved area outer relative to the neutral fiber.
  • This widening or narrowing does not have to affect all the cells 8 located there, 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 preferred extension of the cells 8 in the manner of a texture of metallic grain boundaries.
  • the component 14 can be processed further in various ways, for example pressed in at the edges to form flanges, drilled and polished and painted on the surfaces.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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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).

Description

Bauteile mit metallischer Schaumlage
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bauteilherstellung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Bauteil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 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.
Aus der DE 196 12 781 Cl 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 Kali- brierungs-vorgänge im Randbereich zur Bildung von Befestigungsflanschen durchgeführt werden. Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, insbesondere für Bauteile mit geringen Umformgraden, etwa mit leicht gewölbten Flächen, eine Vereinfachung des Herstellungsprozesses zu ermögli- chen.
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.
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.
Es muß keine hitzebeständige, an die Endkontur angepaßte Form für den Ofen hergestellt werden, sondern das Halbzeug kann etwa wä-hrend des Auf- Schäumens planeben verbleiben, was den gleichmäßigen Aufschäumprozeß erleichtert und eine preiswerte Herstellung von aufgeschäumten Teilen im Serienbetrieb auch unter großzügigen Einstellungstoleranzen für den Ofenbetrieb ermöglicht.
Eine formangepaßte Ausgestaltung des Ofens kann komplett entbehrlich sein , wenn etwa planebene Halbzeuge aufgeschäumt werden und erstmalig nach dem Aufschäumen einer Umformung unterzogen werden.
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.
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.
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 .
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung er- geben sich aus einem in der Zeichnung dargestellten und nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung.
In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine Gesamtansicht eines zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildeten Preßwerkzeugs mit eingelegtem Halbzeug während des Umformprozesses ,
Fig. 2 eine Detailansicht des oberen und unteren Formteils der Presse mit dazwischen gehaltenem aufgeschäumtem, planebenem Halbzeug vor dem Umformen,
Fig. 3 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 2 bei einsetzender Pressung und beginnender Umformung,
Fig. 4 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 3 bei weiter fortgesetzter Pressung und Umformung,
Fig. 5 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 4 am Ende des Preßvorgangs ,
Fig. 6 das Detail VI in Fig. 5,
Fig. 7 das Detail VII in Fig. 6,
Fig. 8 bis Fig. 11 eine Umformung mit einem
Prägewerkzeug mit einem zu kleinen Minimalradius des umformenden Formteils, darin
Fig. 8 das eingelegte Halbzeug zu Beginn der
Verformung, Fig. 9 die einsetzende Pressung und Verformung,
Fig. 10 die weiter fortschreitende Pressung und Verformung,
Fig. 11 das umgeformte Bauteil,
Fig. 12 eine gerissene äußere Decklage bei einem zu großen Umformwinkel,
Fig. 13 ein unteres Formteil zur Herstellung eines Skateboards .
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 A1SÜ2, oder einer Aluminium-Silizium-Kupfer-Legierung, etwa AlSi6Cu4, einer- seits, und einem oder mehreren gasabspaltenden Treibmitteln andererseits, beispielsweise Titarihydrid, angefertigt. Das Vermischen der Pulverbestandteile kann in einem mechanischen Mischer erfolgen.
Die so gebildete Pulverlage kann etwa über ein Strangpreßverfahren zwischen zwei Walzen oder über ein Impulsverdichten 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 Deckschicht (en) 2, 3 und der Pulverlage. Etwa bei Verwendung als Crashelement kann das Halbzeug auch ohne Deckschichten 2, 3 gebildet werden.
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 Cl 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.
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.
Im gezeichneten Ausführungsbeispiel eines Halbzeugs 4 mit doppelseitig massivmetallischen Blechen 2, 3 und einer dazwischen liegenden aufgeschäumten Lage 1 beste- hen 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 dem nach den Figuren 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.
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 ge- schlossenem Werkzeug 9 verbleibenden Parallelspalts 12 entspricht dabei der Dicke D des Halbzeugs 4 und des im Werkzeug 9 durch die Umformung gebildeten Bauteils 14.
Die Flächen 5, 6 sind in sich jeweils geschlos- sen und stehen somit am Ende des Umformprozesses vollflächig in Kontakt mit den Decklagen 2, 3 des Bauteils 14.
Bei der Pressung ist zu beachten, daß die form- gebenden Teile 10, 11 keinen zu engen Mindestradius aufweisen, da ansonsten, wie in den Figuren 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 Parallelwandigkei t des Bauteils 14 würde dadurch verletzt, das Bauteil unbrauchbar. Sofern das Bauteil eine Mindestdicke D von 5 mm auf- weist, sollte etwa bei Verwendung einer AlMnl- 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 er- forderlichen Mindestradius' verringert - bei einer sehr duktilen Legierung bei einer 60°- U formung bis auf etwa 40 mm. Für ein Halbzeug 4 mit größerer Dicke kann ein größerer Mindestradius erforderlich werden.
Bei einem hinreichenden Mindestradius werden zwar die Zellstege 7 plastisch verformt (Knik- kung 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 Druck- eintrag statt.
In Fig. 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.
Das aufgeschäumte Halbzeug 4 ist während des geschilderten Umformprozesses anders als beim Tiefziehen rand- seitig 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.
Die Umformung kann besonders kostengünstig als Kaltumformung durchgeführt werden. Auch eine Warmumformung ist möglich. Ein hoher Kupferanteil in der Ausgangsmi- schung sichert eine gute Duktilität der gebildeten Schaumschicht 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. 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 lak- kiert werden.

Claims

Ansprüche
1. 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 ausge- setzt und später aufgeschäumt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das nach dem Aufschäumen gebildete Halbzeug (4) in ein zweiseitiges Formgebungswerkzeug (9) eingebracht und umgeformt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gθkθnnsθichϊiθt, daß das Formgebungswerkzeug (9) ein Preß- Werkzeug ist.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß das aufgeschäumte Halbzeug (4) eine Dik- ke (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.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgeschäumte Halbzeug (4) eine Dik- ke (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.
5. 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.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gθksnasθic nθt, daß das Umformungswerkzeug (9) ein oberes und ein unteres Formteil (10; 11) aufweist, deren einander zugewandte Flächen (5; 6) je- weils parallel zueinander stehen.
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 .
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umformung eine Kaltumformung ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbzeug (4) vor dem Aufschäumen ei ner ersten Umformung unterzogen wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurc gθkeaa-ieicSisiet , daß der nach dem Aufschäumen eingetragene. Umformungswinkel maximal 60° beträgt.
11. 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, daß ein Teil der oder einer aufgeschäumten
Lage eine bezüglich der Krümmung neutrale
Faser umfaßt und in einem relativ zur neu- tralen Faser enger gekrümmten Bereich Zellen
(8a) verkleinert und in einem relativ zur neutralen Faser äußeren, weiter gekrümmten
Bereich Zellen (8b) erweitert sind.
EP04706125A 2003-01-31 2004-01-29 Bauteile mit metallischer schaumlage Withdrawn EP1594646A2 (de)

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