DE102016111105A1

DE102016111105A1 - Mehrfach-warmumformvorrichtung und warmumformverfahren derselben

Info

Publication number: DE102016111105A1
Application number: DE102016111105.8A
Authority: DE
Inventors: Rae Hyeong KIM; Mun Yong Lee
Original assignee: Sungwoo Hitech Co Ltd
Current assignee: Sungwoo Hitech Co Ltd
Priority date: 2015-11-18
Filing date: 2016-06-17
Publication date: 2017-05-18
Anticipated expiration: 2036-06-18
Also published as: US20170136516A1; US9802236B2; CN106694678A; KR101689576B1; DE102016111105B4

Abstract

Eine Mehrfach-Warmumformvorrichtung und das Formverfahren sind offenbart. Eine Mehrfach-Warmumformvorrichtung gemäß einer oder einer Vielzahl exemplarischer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann folgendes einschließen: ein unteres Formgesenk, das auf einem Polster für einen Prozess angeordnet ist und in dessen Mitte ein Formmontageabschnitt mit mindestens einem Raumabschnitt geformt ist; eine untere Form, die an einer oberen Oberfläche eines Formmontageabschnitts des unteren Formgesenks angeordnet ist, bei der eine Vielzahl von Gaszuführkanälen, die darin in einer vertikalen Richtung geformt sind, durch eine Gaszuführleitung mit einer Gasversorgungsvorrichtung einer Außenseite verbunden sind und eine untere Formoberfläche an einer oberen Oberfläche davon geformt ist; eine obere Form, die an einem Schieber eines oberen Abschnitts montiert ist, um auf und ab bewegt werden zu können entsprechend der unteren Form an einem oberen Abschnitt des unteren Formgesenks, worin eine obere Formoberfläche an einer unteren Oberfläche entsprechend der unteren Form geformt ist, eine obere Formflächenoberfläche an einem Umfang der oberen Formoberfläche geformt ist, und eine Vielzahl von Heizpatronen innen entlang der oberen Formoberfläche und der oberen Formflächenoberfläche montiert sind; und ein Rohlinghalter dessen Formmontageabschnitt in eine Durchgangsbohrung eingesetzt ist, die entsprechend dem Formmontageabschnitt geformt ist, kann von einem Führungsständer und eine Pufferfeder, die in dem unteren Formgesenk montiert sind, in eine vertikale Richtung bewegt werden und wobei eine Vielzahl von Heizpatronen entlang einer Halterflächenoberfläche montiert sind, die ein Material zusammen mit der oberen Formflächenoberfläche in einem frühen Stadium eines Formprozesses zurückhält.

Description

QUERVERWEIS ZU VERWANDTER ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität aus der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2015-0161504 eingereicht beim Korean Intellectual Property Office am 18. November 2015 deren gesamter Inhalt hierin durch die Bezugnahme eingeschlossen ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(a) Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrfach-Warmumformvorrichtung und ein Umformverfahren derselben. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung eine Mehrfach-Warmumformvorrichtung bei der ein Formensatz Warmumformen und Blasumformen mit voneinander verschiedenen Temperaturbedingungen durchführt, um ein Produkt herzustellen, dass eine komplizierte Form und eine große Formtiefe hat und ein Umformverfahren derselben.
(b) Beschreibung des Standes der Technik
Allgemein ausgedrückt ist ein Warmumformungsverfahren entwickelt worden zum Formen eines Magnesiumlegierungsblechs aus leichtgewichtigem Material bei dem eine Dichte der Metallstruktur geringer ist als diejenige eines Aluminiumlegierungsblechs und ist kürzlich entwickelt worden und wird bei Bedarf in verschiedenen Pressformverfahren angewandt, um ein Magnesiumlegierungsblech an einem Fahrzeugkörper anzubringen zu dem Zweck einen Fahrzeugkörper mit geringem Gewicht und hoher Festigkeit in Amerika herzustellen.
Das heißt ein Warmumformverfahren wird in einem intermediären Temperaturbereich zwischen Kaltumform- und Heißumformtemperaturen durchgeführt, wobei ein Blech Wärmeenergie von einer Hochtemperaturform empfängt, die von einer Wärmequelle erwärmt wird und Pressformen unter solchen Bedingungen durchgeführt wird, dass eine Formänderungsfestigkeit reduziert und eine Dehngeschwindigkeit verbessert wird.
Das Magnesiumlegierungsblech auf dass das Warmumformverfahren angewandt wird, hat eine HCP-(hexagonal dichteste Kugelpackung-)Struktur des Kristallgitters, so dass es aufgrund der Kristallstruktur schwierig ist bei Raumtemperatur ein Pressformverfahren darauf anzuwenden und die Formbarkeit wird schnell verbessert durch eine Eigenschaft, dass ein nicht basales Gleitebenensystem in einem Hochtemperaturbereich (höher als 200°C) aktiviert wird.
Das Magnesium hat jedoch eine hohe spezifische Festigkeit und kann 30% leichter sein als eine Aluminiumlegierung, allerdings hat es Nachteile im Hinblick auf Kosten, Korrosion, Formbarkeit und Schweißeigenschaften im Vergleich zu anderen Materialien, wie zum Beispiel einer Aluminiumlegierung.
Im Speziellen gibt es in dem Fall, dass ein Produkt produziert wird, das eine komplizierte Form oder eine große Formtiefe hat die Nachteile, dass die Anzahl der Verfahren und der Komponenten erhöht werden aufgrund von Beschränkungen in der Formbarkeit, die Umformkosten steigen und die Produktivität sich verschlechtert.
Hingegen ist eine Aluminiumlegierung von Nachteil im Hinblick auf das Gewicht verglichen mit einer Magnesiumlegierung aber vorteilhaft im Hinblick auf Materialkosten und Formbarkeit und daher ist damit ein Druckgießverfahren verwendet worden, um ein Produkt herzustellen, dass eine komplizierte Form und eine große Formtiefe hat.
Bei dem Druckgießverfahren wird jedoch ein geschmolzenes Metall einer Aluminiumlegierung in eine Form gegossen, um das Gießverfahren durchzuführen, wobei die Kosten der Anlage für die Massenproduktion hoch sind, die Anzahl der Prozesse größer ist und die Produktivität leidet.
Daher hat in jüngster Zeit ein neues Umformverfahren die Aufmerksamkeit auf sich gezogen, dass Überplastizität als physikalische Eigenschaft einer Aluminiumlegierung verwendet, wobei die Überplastizität eine Eigenschaft ist, die dazu führt, dass das Material eine extreme Verformbarkeit ohne lokale Schrumpfung aufweist, wenn das Material unter einer bestimmten Temperaturbedingung verformt wird.
Die in diesem Hintergrundabschnitt offenbarten Informationen dienen nur zur Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und können daher Informationen enthalten, die nicht zum Stand der Technik gehören, der in diesem Land einer Person mit durchschnittlichem Fachwissen bereits bekannt ist.
ZUSMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde in dem Versuch vorgenommen, eine Mehrfach-Warmumformvorrichtung und ein Umformverfahren derselben bereitzustellen, die die Vorteile des Durchführens von Warmumformung haben, worin ein Material durch plastische Druck-Verformung und Blasverformung zu einer maximalen Formtiefe umgeformt wird, wobei ein Material bei einer Überplastizitättemperatur des Materials unterhalb einer Glühtemperatur in eine endgültige Produktform geformt wird, so dass die Versetzungsdichte innerhalb eines Materials mit Überplastizitätseigenschaft reduziert wird, so dass mit einem Formensatz ein Produkt so produziert werden kann, dass es eine große Formtiefe und eine komplizierte Form hat.
Eine Mehrfach-Warmumformvorrichtung gemäß einer oder einer Vielzahl exemplarischer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann folgendes einschließen: eine untere Form, die auf einer Matrize für einen Prozess angeordnet ist und bei der ein Formmontageabschnitt der mindestens einen Raumabschnitt hat in einer Mitte davon geformt ist; eine untere Form, die an einer oberen Oberfläche eines Formmontageabschnitts des unteren Formgesenks angeordnet ist, wobei eine Vielzahl von Gasversorgungsleitungen, die darin in einer vertikalen Richtung geformt sind, über eine Gasversorgungsleitung mit einer Gasversorgungsvorrichtung einer Außenseite verbunden sind und eine untere Formoberfläche an einer äußeren Oberfläche davon geformt ist; eine obere Form, die an einem Schieber eines oberen Abschnitts montiert ist, um nach oben und nach unten bewegt werden zu können entsprechend der unteren Form an einem oberen Abschnitt des unteren Formgesenks, wobei eine obere Formoberfläche an einer unteren Oberfläche geformt ist, die der unteren Form entspricht, eine obere Formflächenoberfläche an einem Umfang der oberen Formoberfläche geformt ist und eine Vielzahl von Heizpatronen entlang der oberen Formoberfläche und der oberen Formflächenoberfläche geformt sind; und einen Rohlinghalter dessen Formmontageabschnitt in eine Durchgangsbohrung eingeführt ist, welche entsprechend dem Formmontageabschnitt geformt ist, mit Hilfe eines Ständers und einer Pufferfeder, die in dem unteren Formgesenk geformt sind, in eine vertikale Richtung bewegt werden kann, und worin eine Vielzahl von Heizpatronen entlang einer Halterfläche Oberfläche montiert sind, die in einem frühen Stadium eines Umformverfahrens ein Material gemeinsam mit der oberen Formflächenoberfläche zurückhält.
Das Material kann als Überplastizitätsmaterial verwendet werden.
Eine Platte aus einer Aluminiumlegierung kann als Überplastizitätsmaterial verwendet werden.
Die Mehrfach-Warmumformvorrichtung kann weiter ein Isoliergehäuse einschließen, das an einer äußeren Oberfläche der oberen Form montiert ist und den Rohlinghalter um die Wärmeenergie der Form zu speichern.
Das Isoliergehäuse kann aus einer Mikroporositätstafel bestehen, die an jeder äußeren Oberfläche der oberen Form und des Rohlinghalters angebracht ist.
Eine Vielzahl von Keilnuten kann geformt sein, entsprechend einer oberen Oberfläche eines Formmontageabschnitts des unteren Formgesenks und einer unteren Oberfläche einer unteren Form, die daran montiert ist und ein Haltekeil, der in die Keilnut eingesetzt ist, befestigt die untere Form an den unteren Formgesenk.
Eine obere Oberfläche eines Formmontageabschnitts des unteren Formgesenks kann als flache Formmontageoberfläche geformt sein.
Die Gasversorgungsleitung, die mit einer äußeren Gasversorgungsvorrichtung verbunden ist, kann mit dem Gasversorgungsdurchgang durch einen Raumabschnitt des Formmontageabschnitts verbunden sein.
Die Gasversorgungsleitung kann angeordnet sein, um einen zentralen Abschnitt einer Heizeinheit zu durchdringen, die in einem Raumabschnitt des Formmontageabschnitts geformt ist.
Die Heizeinheit kann ein Heizungsgehäuse einschließen in dessen Mitte sich eine Durchgangsbohrung befindet und das in einem Raumabschnitt des Formmontageabschnitts geformt ist und eine Heizspule, die in dem Heizungsgehäuse aufgewickelt ist.
Eine Außenseite der Heizeinheit kann mit einem Wärmeisoliermaterial innerhalb eines Raumabschnitts des Formmontageabschnitts bedeckt sein.
Die untere Formoberfläche kann als Formoberfläche für ein unfertiges Produkt geformt sein, um ein Material zu einer maximalen Formtiefe zu formen.
Die obere Formoberfläche kann mit der Form des vollständigen Produkts geformt sein, um ein Material zu einer endgültigen vollständigen Form zu formen.
Ein Mehrfach-Warmumformverfahren gemäß einem oder einer Vielzahl exemplarischer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann folgendes einschließen: einen Materialzuführschritt, in dem eine Platte aus einem Überplastizitätsmaterial auf einen Rohlinghalter geladen wird, der mit Hilfe eines Ständers und einer Pufferfeder entsprechend einem Umfang einer unteren Form auf ein unteres Formgesenk montiert ist, wobei die untere Form auf das untere Formgesenk montiert ist; einen Materialerwärmungsschritt, in dem die Platte durch eine Heizpatrone, die in der oberen Form geformt ist und den Rohlinghalter auf eine Wärmeumformtemperatur erwärmt wird, durch Bewegen einer oberen Form, die in einem oberen Abschnitt der unteren Form angeordnet ist, zu betätigen durch Bewegen eines Schiebers nach unten und durch Halten der Kante der Platte zusammen mit dem Rohlinghalter; einen Wärmeumformschritt, der die obere und die untere Form durch Betätigung des Schiebers bei der Wärmeumformtemperatur verbindet, um die Platte zu einer maximalen Umformtiefe durch plastische Verformung zu verformen; und eine Blasumformschritt, in dem die Heizpatrone die Platte weiter auf eine Überplastizitätstemperatur in einem Zustand erhitzt, in dem die Platte bereits auf eine maximale Formtiefe Wärmeumgeformt wurde, ein Gas wird durch ein Gasversorgungskanal zugeführt, der in der unteren Form geformt ist und die Platte wird zu einer Endform eines Produkts entlang einer oberen Formoberfläche der oberen Form geformt durch einen Gasdruck in einem Zustand, in dem die obere Form mit der unteren Form verbunden ist.
Eine Aluminiumlegierungsplatte kann als das Überplastizitätsmaterial verwendet werden.
Ein Isoliergehäuse, das aus einer Mikroporositätstafel besteht, kann an einer äußeren Oberfläche der oberen Form und dem Rohlinghalter montiert sein, um die Wärmeenergie einer Form darin zu halten.
Der Gasversorgungskanal kann mit einer Gasversorgungsvorrichtung verbunden sein und erhält ein Hochdruckgas durch eine Gasversorgungsleitung.
Die Gasversorgungsleitung kann von einer Heizeinheit bedeckt sein, die in dem unteren Formgesenk geformt ist und dem Gasversorgungskanal ein Hochtemperaturgas zuführt.
Eine untere Formoberfläche der unteren Form kann als Formoberfläche eines unfertigen Produkts geformt sein, um ein Material zu einer maximalen Formtiefe zu formen.
Eine obere Formoberfläche der oberen Form kann in der Form eines vollständigen Produkts geformt sein, um ein Material zu einer endgültigen vollständigen Form zu formen.
Die Wärmeformtemperatur kann auf einen Wert unterhalb einer Glühtemperatur eingestellt werden, die eine Versetzungsdichte innerhalb eines Materials mit Überplastizitätseigenschaft verringert.
Eine exemplarische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann Wärmeumformen durchführen, das ein Material durch plastische Druckverformung unterhalb einer Glühtemperatur, die die Versetzungsdichte innerhalb eines Materials mit Überplastizitätseigenschaft senkt zu einer maximalen Formtiefe formt und kann dann Blasumformen durchführen, dass ein Material zu einer endgültigen Produktform bei einer Überplastizitätstemperatur eines Aluminiumlegierungsblechs formt, so dass ein Produkt von einem Formsatz hergestellt werden kann, um eine große Formtiefe und eine komplizierte Form zu haben.
Im Speziellen kann die Anzahl der Komponenten reduziert und Kosten können eingespart werden durch eine minimierte Anzahl von Prozessen, wenn ein Produkt geformt ist, dessen Formtiefe groß ist und dessen Form kompliziert ist, und daher besteht ein Kostenvorteil.
Weiter werden komplizierte Teile eines Produkts geformt durch Blasumformen, wobei ein Gasdruck ein Material durch Nicht-Kontakt mit einer Form vergrößert und daher besteht ein Vorteil darin, dass die Minderwertigkeitfehlerquote im Vergleich zu einem herkömmlichen Druckgießverfahren minimiert wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Teil-Explosionsansicht einer Mehrfach-Warmumformvorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Form, die bei einer Mehrfach-Warmumformvorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
3 ist eine Querschnittsansicht einer Mehrfach-Warmumformvorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein Prozessblockdiagramm das Schritte einer Mehrfach-Warmumformvorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die 5 bis 8 zeigen einen Betriebszustand einer Mehrfach-Warmumformvorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird eine exemplarische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf beigefügte Zeichnungen beschrieben.
Weiter werden die in den Zeichnungen dargestellten Größen und Dicken der Konfigurationen selektiv zur Verdeutlichung der Beschreibung angegeben und die vorliegende Erfindung ist nicht auf diejenigen, die in den Zeichnungen dargestellt sind, beschränkt, und, um die vorliegende Erfindung klar zu beschreiben, werden Teile weggelassen, die für die Beschreibung irrelevant sind.
1 ist eine perspektivische Teil-Explosionsansicht einer Mehrfach-Warmumformvorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Form, die für eine Mehrfach-Warmumformvorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird und 3 ist eine Querschnittsansicht einer Mehrfach-Warmumformvorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 1 bis 3 bilden eine Mehrfach-Warmumformvorrichtung und das Umformverfahren derselben gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Aluminiumlegierungsblech mit Überplastizität zu einer maximalen Formtiefe in einem Warmumformzustand und führen dann Blasumformen bis zu einer endgültigen Form eines Produkts durch.
Hier weist das Überplastizitätsmaterial extreme Verformbarkeit ohne lokale Schrumpfung auf, wenn das Material unter einer bestimmten Temperaturbedingung verformt wird, und das Material kann in einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Aluminiumlegierungsblech sein.
Das heißt eine Mehrfach-Warmumformvorrichtung und ein Umformverfahren derselben gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung führen Warmumformen durch, das ein Material durch plastische Druckverformung unterhalb einer Glühtemperatur, welche die Versetzungsdichte innerhalb eines Materials mit Überplastizitätseigenschaft senkt, zu einer maximalen Formtiefe formt und dann Blasumformen durchführt, dass ein Material bei einer Überplastizitätstemperatur eines Aluminiumlegierungsblechs zu einer Form des Endprodukts formt, so dass ein Produkt mit einem Formensatz hergestellt werden kann, um eine große Formtiefe und eine komplizierte Form zu haben.
Eine Mehrfach-Warmumformvorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform zum Umsetzen einer technischen Eigenschaft der vorliegenden Erfindung schließt ein unteres Formgesenk 1, eine untere Form 3, eine obere Form 5 und einen Rohlinghalter 7 ein.
Das untere Formgesenk 1 ist auf einem Kissen (nicht dargestellt) für einen Prozess montiert und ein Formmontageabschnitt 9 mit zwei inneren Raumabschnitten (space portions, SP) ist in einer Mitte davon geformt.
Die untere Form 3 ist auf einer oberen Oberfläche eines Formmontageabschnitts 9 des unteren Formgesenks 1 geformt, zwei Gasversorgungskanäle L1 sind innen in vertikaler Richtung geformt und eine untere Formoberfläche 3a ist auf einer oberen Oberfläche davon geformt. Weiter ist der Gasversorgungskanal L1 mit einer Gasversorgungsvorrichtung 11 verbunden, die außen angeordnet ist, um ein Hochdruckformgas durch eine Gasversorgungsleitung L2 zuzuführen.
Hier hat die untere Formoberfläche 3a eine Oberfläche mit unfertiger Form, um ein Material nur zu einer maximalen Formtiefe zu formen.
Eine obere Oberfläche eines Formmontageabschnitts 9 des unteren Formgesenks 1 ist an einer unteren Oberfläche der unteren Form 3, die daran durch Keilmontage montiert ist, befestigt, eine Keilnut (key groove, KG) ist an drei Punkten an einer oberen Oberfläche eines Formmontageabschnitts 9 des unteren Formgesenks 1 und einer unteren Oberfläche einer unteren Form 3 geformt, und ein Haltekeil (K) wird in jede Keilnut (KG) eingeführt, um eine Position der unteren Form 3 am unteren Formgesenk 1 zu fixieren.
Eine obere Oberfläche eines Formmontageabschnitts 9 des unteren Formgesenks 1 ist als flache Formmontageoberfläche (F) geformt, so dass eine untere Oberfläche der unteren Form 3 darauf aufgesetzt wird.
Auch ist die Gasversorgungsleitung L2, die mit einer äußeren Gasversorgungsvorrichtung 11 verbunden ist, über zwei Raumabschnitte (SP) des Formmontageabschnitts 9 mit zwei Gasversorgungskanälen verbunden. In diesem Fall ist die Gasversorgungsleitung L2 angeordnet, um innerhalb von zwei Raumabschnitten (SP) des Formmontageabschnitts 9 von einer Heizeinheit (heating unit, HU) bedeckt zu werden. Das heißt die Heizeinheit (HU) ist innerhalb von zwei Raumabschnitten (SP) des Formmontageabschnitts 9 angeordnet und die Gasversorgungsleitung L2 durchdringt den zentralen Abschnitt davon, um darin angeordnet zu werden.
Die Heizeinheit (HU) schließt ein Heizungsgehäuse (HH) und eine Heizspule (heating coil, HC) ein, eine Durchgangsbohrung H1, die die Gasversorgungsleitung L2 durchdringt, ist in einem zentralen Abschnitt des Heizungsgehäuses (HH) angeordnet, das in einem Raumabschnitt (SP) des Formmontageabschnitts 9 angeordnet ist, und die Heizspule (HC) ist im Heizungsgehäuse (HH) aufgewickelt und erhitzt ein Formiergas der Gasversorgungsleitung L2 auf eine vordefinierte hohe Temperatur über eine Leistungssteuerung.
Ein Wärmeisoliermaterial (HP) ist in zwei Raumabschnitten (SP) des Formmontageabschnitts 9 angebracht und bedeckt eine Außenseite der Heizeinhat (HU), um so die Heizeinheit (HU) zu isolieren.
Die obere Form 5 ist auf einem Schieber (nicht dargestellt) eines oberen Abschnitts montiert, um sich entsprechend der unteren Form 3 an einem oberen Abschnitt des unteren Formgesenks 1 auf und ab zu bewegen. Eine obere Formoberfläche 5a ist an einer unteren Oberfläche der oberen Form 5 geformt, entsprechend der unteren Form 3, und eine obere Formflächenoberfläche 5b ist entlang einem Umfang der oberen Formoberfläche 5a geformt.
Eine Vielzahl von Heizpatronen 13 ist innerhalb der oberen Formoberfläche 5a und der oberen Formflächenoberfläche 5b montiert, um die obere Form 5 auf eine vordefinierte Temperatur erhitzen zu können.
Die obere Formoberfläche 5a ist mit einer endgültigen Produktform versehen, um so eine endgültige Form eines Produkts zu formen.
Der Rohlinghalter 7 ist angeordnet, um sich durch einen Ständer 21 und eine Pufferfeder 17 innerhalb des unteren Formgesenks 1 in eine vertikale Richtung zu bewegen, in einem Zustand in dem der Formmontageabschnitt 9 in eine Durchgangsbohrung H2 eingesetzt, die entsprechend dem Formmontageabschnitt 9 geformt ist.
Im Rohlinghalter 7 ist eine Vielzahl von Heizpatronen 15 innerhalb einer Halterflächenoberfläche 7a geformt, die ein Material in einem frühen Stadium eines Formprozesses mit der oberen Formflächenoberfläche 5b zusammenhält, und ist ausgebildet, um den Rohlinghalter 7 auf eine vordefinierte Temperatur zu erhitzen.
Ein Isoliergehäuse 19 ist an jeder äußeren Oberfläche der oberen Form 5 und des Rohlinghalters 7 montiert, um Wärmeenergie in der Form zu halten, und das Isoliergehäuse 19, das an jeder äußeren Oberfläche der oberen Form 5 und des Rohlinghalters 7 montiert ist, kann ein Isolierblech mit feiner Porosität sein.
4 ist ein Prozessblockdiagramm, das Schritte einer Mehrfach-Warmumformvorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und die 5 bis 8 zeigen einen Betriebszustand einer Mehrfach-Warmumformvorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Im Folgenden wird mit Bezug auf die 4 bis 7 ein Umformverfahren mit Hilfe einer Mehrfach-Warmumformvorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Stufen beschrieben.
Mit Bezug auf 4: ein Umformverfahren, das eine Mehrfach-Warmumformvorrichtung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet, führt einen Materialzuführschritt S1, einen Materialerwärmungsschritt S2, einen Warmumformschritt S3 und einen Blasumformschritt S4 durch.
Zuerst wird, wie in 5 gezeigt, in einem Materialzuführschritt S1 ein Aluminiumlegierungsblech (P) auf einen Rohlinghalter 7 geladen, der auf dem unteren Formgesenk 1 montiert ist, durch einen Ständer 21 und eine Pufferfeder 17 entsprechend einer unteren Form 3, die auf dem unteren Formgesenk 1 montiert ist, und einem Umfang der unteren Form 3.
Anschließend wird, wie in 6 gezeigt, in einem Materialerhitzungsschritt S2 das Aluminiumlegierungsblech (P) über Heizkartusche 13, die in der oberen Form 5 und dem Rohlinghalter 7 angeordnet ist, auf eine Warmumformtemperatur erhitzt, wobei zunächst eine obere Form 5 durch einen Schieber (nicht dargestellt) an einem oberen Abschnitt der unteren Form 3 abgesenkt wird und die obere Form 5 eine Kante des Aluminiumlegierungsblechs (P) zusammen mit dem Rohlinghalter 7 hält.
Hier wird eine Kante des Aluminiumlegierungsblechs (P) von einer oberen Formflächenoberfläche 5b und einer Halterflächenoberfläche 7a zwischen der oberen Form 5 und dem Rohlinghalter 7 gehalten und die Warmumformtemperatur wird auf einen Wert unterhalb einer Glühtemperatur festgesetzt, der die Versetzungsdichte innerhalb eines Aluminiumlegierungsblechs (P) mit Überplastizitätseigenschaft senkt.
Dann wird der Warmumformschritt S3 durchgeführt und wie in 7 dargestellt, verbindet der Warmumformschritt S3 die obere Form 5 mit der unteren Form 3 durch eine Betätigung des Schiebers (nicht dargestellt) bei der Warmumformtemperatur, wobei das Aluminiumlegierungsblech (2) durch plastische Verformung, die durch unter Druck setzen verursacht wird, zu einer maximalen Formtiefe geformt wird.
Das Aluminiumlegierungsblech (2) wird durch ein Warmumformverfahren plastisch zu einer maximalen Formtiefe verformt, um eine erste Form zu haben.
In diesem Zustand wird der Blasumformschritt S4 durchgeführt, wie in 8 gezeigt, und der Blasumformschritt S4 nutzt die Heizpatronen 13 und 15, um das Aluminiumlegierungsblech (P) weiter zu erhitzen, das zu einer maximalen Formtiefe zu einer Überplastizitätstemperatur in einem Zustand geformt wird, in dem die obere Form 5 mit der unteren Form 3 verbunden wird, führt ein Hochdruckformiergas durch einen Gasversorgungskanal L1 zu, der in der unteren Form 3 geformt ist, und bläst das Aluminiumlegierungsblech (P) durch Gasdruck entlang der oberen Formoberfläche 5a der oberen Form 5 so auf, dass das Aluminiumlegierungsblech (P) zu einer endgültigen Form eines komplizierten Produkts geformt wird.
Zu diesem Zeitpunkt wird das Formiergas durch eine Gasversorgungsleitung L2 von einer äußeren Gasversorgungsvorrichtung 11 zugeführt, auf eine Hochtemperatur erhitzt, während es eine Heizeinheit (HU) durchläuft, und durch eine Gasversorgungsleitung L2 dem Inneren der unteren Form 3 zugefügt.
In Prozessen gemäß dem Umformverfahren der Mehrfach-Warmumformvorrichtung wird die Wärmeenergie innerhalb der oberen Form 5 und der unteren Form 3 durch das Isoliergehäuse 19 aufrechterhalten, das aus einem Isolierplattenglied mit feiner Porosität besteht und auf jeder äußeren Oberfläche der oberen Form 5 und des Rohlinghalters 7 montiert ist, so dass der Wärmeverlust zum Durchführen der Prozesse minimiert wird.
Wie oben beschrieben führen eine Mehrfach-Warmumformvorrichtung und ein Umformverfahren derselben gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Warmumformen, durch das ein Material zu einer maximalen Formtiefe durch plastische Druckverformung unterhalb einer Glühtemperatur durchführt, die die Versetzungsdichte innerhalb eines Aluminiumlegierungsblechs (P) mit Überplastizitätseigenschaft senkt und dann ein Aluminiumlegierungsblech auf eine Überplastizitätstemperatur erhitzt, um Blasumformen durchzuführen, das ein Material zu einer endgültigen Produktform formt, so dass ein Produkte produziert werden kann, um eine große Formtiefe und eine komplizierte Form zu haben und daher ist es nicht notwendig eine separate Form herzustellen.
Weiter ist bei einer Mehrfach-Warmumformvorrichtung und einem Umformverfahren derselben gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die Anzahl der Komponenten reduziert, und Kosten können eingespart werden durch eine minimierte Anzahl von Prozessen, wenn ein Produkt dessen Formtiefe groß ist und dessen Form kompliziert ist, geformt wird, und somit besteht ein Kostenvorteil, und komplizierte Teile in dem Produkt werden durch Blasumformen geformt, wobei ein Gasdruck das Material durch Nicht-Kontakt mit einer Form vergrößert und daher besteht der Vorteil der Minimierung der Fehlerquote gegenüber einem herkömmlichen Druckgießverfahren.
Obwohl diese Erfindung in Verbindung damit beschrieben wurde, was heutzutage als praktische exemplarische Ausführungsformen betrachtet wird, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern im Gegenteil verschiedene Modifikationen und gleichwertige Anordnungen, die in den Geist und Schutzumfang der beigefügten Ansprüche eingeschlossen sind, abdecken soll.
Bezugszeichenliste

1: unteres Formgesenk
3: untere Form
5: obere Form
7: Rohlinghalter
9: Formmontageabschnitt
11: Gasversorgungsvorrichtung
13, 15: Heizpatrone
17: Pufferfeder
19: Isoliergehäuse
21: Führungsständer
HU: Heizeinheit
SP: Raumabschnitt
L1: Gasversorgungskanal
L2: Gasversorgungsleitung
H1, H2: Durchgangsbohrung
3a: untere Formoberfläche
5a: obere Formoberfläche
5b: obere Formflächenoberfläche
7a: Halterflächenoberfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

KR 10-2015-0161504 [0001]

Claims

Eine Mehrfach-Warmumformvorrichtung, die folgendes umfasst: ein unteres Formgesenk, das auf einem Polster für ein Verfahren angeordnet ist, und in dessen Mitte ein Formmontageabschnitt mit mindestens einem Raumabschnitt geformt ist; eine untere Form, die an einer oberen Oberfläche eines Formmontageabschnitts des unteren Formgesenks angeordnet ist, wobei eine Vielzahl von Gasversorgungskanälen, die darin in einer vertikalen Richtung geformt sind, mit einer Gasversorgungsvorrichtung einer Außenseite über eine Gasversorgungsleitung verbunden sind und eine untere Formoberfläche an einer oberen Oberfläche davon geformt ist; eine obere Form, die an einem Schieber eines oberen Abschnitts montiert ist, um in der Lage zu sein, entsprechend der unteren Form an einem oberen Abschnitt des unteren Formgesenks nach oben und unten bewegt zu werden, wobei eine obere Formoberfläche an einer unteren Oberfläche entsprechend der unteren Form geformt ist, eine obere Formflächenoberfläche an einem Umfang der oberen Formoberfläche geformt ist und eine Vielzahl von Heizpatronen innen entlang der oberen Formoberfläche und der oberen Formflächenoberfläche montiert ist; und einen Rohlinghalter dessen Formmontageabschnitt in eine Durchgangsbohrung eingesetzt ist, die entsprechend dem Formmontageabschnitt geformt ist, von einem Führungsständer und einer Pufferfeder, die in dem unteren Formgesenk montiert sind, in eine vertikale Richtung bewegt werden kann, und wobei eine Vielzahl von Heizpatronen entlang einer Halterflächenoberfläche montiert ist, die ein Material gemeinsam mit der oberen Formflächenoberfläche in einem frühen Stadium eines Formprozesses zurückhält.
Die Mehrfach-Warmumformvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Material als Überplastizitätsmaterial verwendet wird.
Die Mehrfach-Warmumformvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei eine Aluminiumlegierungsplatte als Überplastizitätsmaterial verwendet wird.
Die Mehrfach-Warmumformvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, die weiter ein Isoliergehäuse umfasst, das an einer äußeren Oberfläche der oberen Form bzw. des Rohlinghalters montiert ist, um Wärmeenergie der Form zu halten.
Die Mehrfach-Warmumformvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei das Isoliergehäuse aus einer Mikroporositätstafel besteht, die an jeder äußeren Oberfläche der oberen Form und des Rohlinghalters montiert ist.
Die Mehrfach-Warmumformvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei eine Vielzahl von Keilnuten entsprechend einer oberen Oberfläche eines Formmontageabschnitts des unteren Formgesenks und einer unteren Oberfläche einer unteren Form, die daran montiert ist, geformt ist, und ein Haltekeil der in die Keilnut eingeführt wird, die untere Form am unteren Formgesenk befestigt.
Die Mehrfach-Warmumformvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei eine obere Oberfläche eines Formmontageabschnitts des unteren Formgesenks als flache Formmontageoberfläche geformt ist.
Die Mehrfach-Warmumformvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Gasversorgungsleitung, die mit einer äußeren Gasversorgungsvorrichtung verbunden ist, mit dem Gasversorgungskanal über einen Raumabschnitt des Formmontageabschnitts verbunden ist.
Die Mehrfach-Warmumformvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2 oder Anspruch 8, wobei die Gasversorgungsleitung angeordnet ist, um einen zentralen Abschnitt einer Heizeinheit zu durchdringen, die innerhalb eines Raumabschnitts des Formmontageabschnitts geformt ist.
Die Mehrfach-Warmumformvorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei die Heizeinheit ein Heizungsgehäuse einschließt, in dessen Mitte eine Durchgangsbohrung geformt ist und in einem Raumabschnitt des Formmontageabschnitts angeordnet ist und eine Heizspule, die im Heizungsgehäuse aufgewickelt ist.
Die Mehrfach-Warmumformvorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei eine Außenseite der Heizeinheit von einem Wärmeisoliermaterial innerhalb eines Raumabschnitts des Formmontageabschnitts bedeckt ist.
Die Mehrfach-Warmumformvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die untere Formoberfläche als unfertige Produktformoberfläche geformt ist, um in der Lage zu sein, ein Material zu einer maximalen Formtiefe zu formen.
Die Mehrfach-Warmumformvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die obere Formoberfläche als vollständige Produktform geformt ist, um in der Lage zu sein, ein Material zu einer endgültigen vollständigen Form zu formen.
Die Mehrfach-Warmumformverfahren, das folgendes umfasst: einen Materialzuführschritt, in dem eine Platte aus einem Überplastizitätsmaterial auf einen Rohlinghalter geladen wird, der über einen Führungsständer und eine Pufferfeder entsprechend einem Umfang einer unteren Form auf ein unteres Formgesenk montiert ist, wobei die untere Form auf das untere Formgesenk montiert ist; einen Materialerhitzungsschritt, in dem die Platte durch eine Heizpatrone, die in der oberen Form und dem Rohlinghalter geformt ist, auf eine Warmumformtemperatur erhitzt wird durch Bewegen einer oberen Form, die an einem oberen Abschnitt der unteren Form angeordnet ist, die zu betätigen ist von einem Schieber nach unten und durch Halten der Kante der Platte zusammen mit dem Rohlinghalter; einen Warmumformschritt, der die obere Form und die untere Form durch Betätigung des Schiebers bei der Warmumformtemperatur verbindet, um die Platte durch Verformung zu einer maximalen Formtiefe zu verformen; und einen Blasumformschritt, in dem die Heizpatrone die Platte weiter auf eine Überplastizitätstemperatur in einem Zustand erhitzt, in dem die Platte bereits zu einer maximalen Formtiefe warm umgeformt ist, ein Gas über einen Gaszuführkanal zugeführt wird, der in der unteren Form geformt ist, und die Platte zu einer endgültigen Form eines Produkts entlang einer oberen Formoberfläche der oberen Form durch einen Gasdruck geformt wird in einem Zustand in dem die obere Form mit der unteren Form verbunden wird.
Das Mehrfach-Warmumformverfahren gemäß Anspruch 14, wobei eine Aluminiumlegierungsplatte als das Überplastizitätsmaterial verwendet wird.
Das Mehrfach-Warmumformverfahren gemäß Anspruch 14, wobei ein Isoliergehäuse, das aus einer Mikroporositätstafel besteht, an einer äußeren Oberfläche der oberen Form und dem Rohlinghalter montiert ist, um Wärmeenergie einer Form darin zu halten.
Das Mehrfach-Warmumformverfahren gemäß Anspruch 14, wobei der Gaszuführkanal mit einer Gaszuführvorrichtung verbunden ist und durch eine Gaszuführleitung ein Hochdruckgas empfängt.
Das Mehrfach-Warmumformverfahren gemäß Anspruch 17, wobei die Gaszuführleitung von einer Heizeinheit bedeckt ist, die in dem unteren Formgesenk geformt ist und dem Gaszuführkanal ein Hochtemperaturgas zuführt.
Das Mehrfach-Warmumformverfahren gemäß Anspruch 14, wobei eine untere Formoberfläche der oberen Form als unfertige Produktformoberfläche geformt ist, um in der Lage zu sein, ein Material zu einer maximalen Formtiefe zu formen.
Das Mehrfach-Warmumformverfahren gemäß Anspruch 14, wobei eine obere Formoberfläche der oberen Form als vollständige Produktform geformt ist, um in der Lage zu sein, ein Material zu einer endgültigen vollständigen Form zu formen.
Das Mehrfach-Warmumformverfahren gemäß Anspruch 14, wobei Warmumformtemperatur auf einen Wert unterhalb einer Glühtemperatur eingestellt wird, die eine Versetzungsdichte innerhalb eines Materials mit Überplastizitätseigenschaft verringert.