Fertigungstechnik (Subject) / Innenhochdruckumformen (Lesson)

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• Definition Innenhochdruckumformen Minimierung von Kosten + Gewicht, sowie Optimierung von Festigkeit und Steifigkeit
• Verfahrensablauf ASE- Prinzip: - Aufweiten eines Rohres -Stauchen in axialer und auch radialer Richtung - Expandieren gegen die Werkzeugwand ("Kalibrierung")
• Grundliegende Funktionen - Schließen --> Zuhalten --> Öffnen - Füllen und Dichten - Druck erzeugen - Form geben - Prozess führen
• Einteilung der Verfahren nach Spannungszuständen - Innenhochdruck-Aufweitstauchen im geschlossenen Gesenk → Zug-Druck-Umformung - Innenhochdruck-Aufweitstauchen im offenen Gesenk → Zug-Druck-Umformung - Innenhochdruck-Aufweiten → Zug Umformung - Innenhochdruck-Kalibrieren → Zug-Umformung - Innenhochdruck-Biegen → Biege-Umformung - Innenhochdruckdurchsetzen → Schub-Umformung    
• Unterscheidung der Werkzeuge - Freies IHU - Werkzeuggebundenes IHU                             - Längs-geteilte Werkzeuge                             - Quer-geteilte Werkzeuge
• Formel für Innendruck Pi Pi = (kf*s)/rm mit kf = Fließspannung s = Wanddicke rm = minimaler Eckradius --> je geringer die Wanddicke/je größer der Eckradius, desto kleiner ist Pi
• Verfahrensgrenzen - Axialkraft und Innendruck müssen den Fließbedingungen genügen - Axialkraft muss groß genug sein - Pmax darf nicht zur Einschürung der Profilwand führen - Fmax muss stets unterhalb der Knicklast liegen --> grundsätzlich scharfe Ecken und Kanten vermeiden
• Einflüsse auf das Prozessfenster - Formänderungsvermögen des Werkstoffs - Tribologie - Geometrie des Rohteils
• Versagensfälle - Falten in Profilumfangsrichtung (Axialkraft zu groß; Innendruck zu klein) - Knicken (Überschreiten der kritischen axialen Drucklast → Abhängig von Rohrlänge und Wanddicke) - Bersten (zu große Aufweitung → auftreten in Zonen mit zweiachsigen Zugbeanspruchungen
• Vorteile IHU - Komplexe Geometrien - Verbindungsschweißnähte entfallen - Hohe Maß- und Formgenauigkeit durch Kalibrierung - Hohe Steifigkeit und Dauerfestigkeit (Kaltverfestigung) - Gewichteinsparung - Weniger Fertigungsstufen - Weniger Einzelteile
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• Nachteile IHU - verhältnismäßig lange Fertigungszeiten - hohe Anlagekosten ( → Serienfertigung)
• Fazit IHU - Unwirtschaftlich für geringer Stückzahl - technisch hohe Wertigkeit der Bauteile - Einsparung von Energie sowie Material im Vgl. zu anderen Fertigungsverfahren - Entwicklungs- und Produktionszeiten können verkürzt werden (→ Kostensenkung)
• Einsatzgebiete IHU - Automobilindustrie → Vorderradträger, Abgaskrümmer - Zweiradindustrie → Rohrformstücke (Rahmen) - Heizungsbau → Rohrbögen, T-Stücke - Optik → Gehäuse - Sanitärbereich - Rohre
• Beschreibung IHU - für rohrförmige Bauteile aus vorgeformten Halbzeugen - Umformung des Rohrteils durch ein fluides Medium, welches in einem Hohlraum wirkt - Aufweitung des Rohres in axialer oder auch raialer Richtung durch einen Innendruck - Kalibrierung gegen die Werkzeugwand

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