EP1320430B1 - Method for shaping structures comprised of aluminum alloys - Google Patents
Method for shaping structures comprised of aluminum alloys Download PDFInfo
- Publication number
- EP1320430B1 EP1320430B1 EP01965216A EP01965216A EP1320430B1 EP 1320430 B1 EP1320430 B1 EP 1320430B1 EP 01965216 A EP01965216 A EP 01965216A EP 01965216 A EP01965216 A EP 01965216A EP 1320430 B1 EP1320430 B1 EP 1320430B1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- structural part
- holding device
- shaped
- alloys
- process according
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 24
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 3
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 10
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 9
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000010409 ironing Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
- B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
- B21D26/021—Deforming sheet bodies
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
- B21D22/02—Stamping using rigid devices or tools
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
- B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
- B21D26/053—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure characterised by the material of the blanks
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
- C22F1/047—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with magnesium as the next major constituent
Definitions
- the present invention relates to a method for reshaping structures
- Aluminum alloys in particular of natural hard AlMg, natural hard AlMgSc, and / or curable AlMgLi alloys.
- Such structures or Moldings capture, for example, wing skin surfaces, cover and tank elements for Spacecraft, aircraft hulls with structural stiffening elements such as stringers and frame.
- structural stiffening elements such as stringers and frame.
- the contour-accurate and drawing fair production of such moldings Aluminum alloys are usually difficult and usually require several Forming steps of the individual components with appropriate intermediate annealing treatments.
- the outer skin panels are converted from sheets of the alloy AA2024 in the solution-annealed condition by means of ironing.
- stretch drawing which can be carried out both in the cold and in the warm state, the structure to be reshaped is known to be formed in one or more steps or phases (see DE 195 04 649 C1).
- the structure to be reshaped can first be pulled in the longitudinal direction and then over a shaped part which has the desired final contour.
- the disadvantage here is that internal stresses due to the molding process in the material caused by overlay of operating loads to the failure of the structure being able to lead. Further, forming into a structure with spherical curvature, i. with curvatures along different spatial directions, difficult and requires appropriately designed machines and dimensionally stable tools. In addition, the structure to be formed by attaching jaws mostly on the outer edges violated, so that these areas e.g. must be removed by contour milling. this leads to not only to a loss of material, but also requires another Processing step, which leads to unnecessary effort and associated loss of time.
- the group of AlMg alloys has a planar anisotropy having a r minimum value in the L direction (rolling direction). This means that the Material flow during ironing takes place for the most part from the sheet thickness and therefore the Form to be reshaped earlier for localized thinning and premature failure inclines. Furthermore, the reduction of the sheet thickness by the extension causes the Reaching a final drawing thickness consistent only with uniform degrees of elongation can be achieved and thus for components with large processing differences only hard to realize.
- a hardening process is also used for forming used, for example, under pressure and temperature in a Autoclave or oven is performed at the same time a curing effect occurs.
- This so-called “age forming” process is used for hardenable Al alloys of 2xxx, 6xxx, 7xxx and 8xxx series used. It is initially under pressure or force an elastic shaping of the structure to be formed. The structure to be reshaped clings to a molding that has a smaller radius of curvature than the finished one Component has to take into account the so-called. "Springback" effect. The structure to be formed is thus first shaped beyond the desired final shape.
- curable alloys used today e.g., AA2024, AA6013, AA6056
- non-curable Alloys have been developed that in contrast to the established alloys metallurgical reasons can not be solution annealed, as this is a irreversible loss of strength.
- the new materials can not be easily transformed by conventional methods. Because of that, alternatives are required for the production of double curved or spherical skin fields.
- the component without significant springback under Heat is transformed and thereby by the elastic shaping embossed final shape almost maintained.
- the component thus has after forming and subsequent cooling, in principle, the same curvature on as before Heat treatment.
- This has the advantage that those used for elastic molding Moldings or holding devices with sufficient accuracy the same shape as the have theoretical shape of the component and thus a complex simulation for Predicting the "Springback" effect is not required.
- the elastic shaping of the component before the heat treatment, wherein the component already assumes its desired final shape according to a first embodiment such be carried out that after inserting the component to be formed into a Holding device acts an external force on the component, whereupon the component under elastic shaping conforms to the contour of the holding device.
- the external force can be transmitted via a mechanical printing or stamping device, which presses the component in the direction of holding device.
- the elastic shaping be effected by the action of an external pressure, for example, in an evacuated Space is generated.
- an external force acts such that the component elastically deflected in the direction of the holding device, so that between the component and Holding device creates a cavity.
- This cavity is then filled with a Sealed sealing material and then evacuated.
- the advantage is not only that the contour of the holding device of the desired Endform of the component to be formed corresponds, but also in the fact that the Forming by the action of external forces is purely elastic nature. This means, that the component returns to its original shape when no external forces more on the component. Thus, corrections or reloading easily possible.
- the elastic shaping of the component by the action of the external Forces can thus be repeated at any time.
- the component at a heating rate of 20 ° C / s to 10 ° C / h to a maximum temperature above that for creep forming and Stress relaxation of the alloy to heat required temperature and then cool the component at a rate between 200 ° C / s to 10 ° C / h.
- the maximum temperature is between 200 ° C and 450 ° C and is typically held constant for a period of 0 to 72 hours.
- the heating or Cooling rate and the maximum temperature to the alloy used or to the desired physical properties can be adjusted.
- a re-forming of the component take place what with the known method is not or only partially possible.
- Another advantage of the method according to the invention is that both simple curved as well as spherical structures are transformed in one step can.
- the holding device has curvatures which are in extend different spatial directions and the finished final contour of the Correspond to the component to be formed.
- 2D and complex 3D structures where stringer and frame are already attached, in a simple way and Way to be reshaped.
- deformations are caused by Thermal stresses through a previous welding process, through the Balanced forming process according to the invention.
- Fig. 1 shows a schematic representation for explaining the insertion of a to be formed component 1 in a holding device 2.
- the reshaped component 1 can a two-dimensional sheet of hard-rolled, natural-hard material.
- stiffening elements (not shown), so that the to be formed structure has a three-dimensional shape. In this case, that will Sheet so inserted into the holding device 2 that the reinforcing structures of the Keep holding device 2 away.
- any complex, three-dimensional structure are inserted into the holding device for forming, the in particular from a naturally hard, i. non-hardenable aluminum alloys consists.
- These non-hardenable aluminum alloys can be AlMg alloys or in particular AlMgSc alloys. But also curable AlMgLi alloys can be used.
- the holding device 2 in which the component to be formed 1 is inserted has a shape or contour 2a, which corresponds to the desired final shape of the formed component 1
- the final shape of the component 1 is designated by the reference numeral 1a.
- the component 1 is first in its unshaped state in the holding device. 2 inserted. In this case, a cavity 3 is formed between component 1 and holding device 2.
- the unshaped component 1 acts from above, i. from the holding device 2 opposite side of the component 1, a force F a.
- This force F can, for example via a in Fig. 1 only schematically illustrated punch or pressure assembly 4 the component 1 are transmitted.
- Other suitable means for acting on these outer Power is also possible.
- This can e.g. the action of an external pressure P be within an evacuated room in which holding device and component are located.
- a combination of forces F and P is possible.
- the component 1 Due to the action of the external force F and / or P, the component 1 becomes such elastically shaped, that it bends in the direction of holding device 2. As is apparent from Fig. 2 is seen, while the radius of curvature of the elastically deformed component 1 is greater than the holding device 2, so that further a cavity 3 between the component 1 and Holding device 2 is present. However, the volume of the cavity 3 is compared to the initial state shown in Fig. 1 smaller.
- the elastic shaping of the Component 1 by the action of external forces also leads to the bearing surface between the component 1 and holding device 2 is larger and thus the cavity 3 below Use of a sealing material 5 can be completed airtight.
- the Sealant 5 is typically a temperature-resistant, modified Silicone material, which is applied to the edge region of the component 1.
- the component 1 is initially in elastically shaped state, so that the shaping is reversible and the process of the new could be performed when external force no longer act on the component would. That is, when no external force is applied to the component to be formed, returns return it back to its unshaped original starting position. Thus, corrections easily possible at any time.
- the component 1 After the component by the above steps under elastic shaping in his End mold 1a was brought, the component 1 is within the closed housing. 7 heat treated while maintaining the vacuum. By the warming becomes that Component 1 under stress relaxation during the elastic molding in the material transformed stresses introduced. After completion of the stress relaxation by Heat, the vacuum can be switched off and a cooling phase closes on. The component almost retains this through the contour of the holding device given final shape 1a, without significant re-springing occurs.
- the heat treatment is carried out according to the schematic T (t) process shown in FIG.
- the component 1 In the evacuated state, that is, the component 1 is completely on the contour 2a of the holding device 2, the component 1 is heated to a maximum temperature T 1 , which is above the temperature required for creep deformation and stress relaxation of the alloy, which is typically greater than or equal 200 ° C is.
- the component is heated at a heating rate between 20 ° C / s and 10 ° C / h within a first time interval At 1 to the desired target temperature T 1 .
- the heating rate may, in contrast to the continuous course shown in FIG. 4, also vary stepwise or in another suitable manner within the interval ⁇ t 1 .
- the maximum temperature T 1 which is typically between 220 ° C and 450 ° C, is reached at time t 1 .
- This temperature is then kept constant for a period ⁇ t 2 , wherein ⁇ t 2 is typically between 0 and 72 h.
- ⁇ t 2 is typically between 0 and 72 h.
- the vacuum can be switched off and a cooling phase at a rate of typically 200 ° C / s to 10 ° C / h follows.
- the cooling can, as shown schematically in Fig. 4, continuously or stepwise.
- the cooling can be done by normal air cooling or other suitable way.
- the holding device 2 predetermined end shape 1a almost retains.
- a significant Springback in a shape with a larger radius of curvature than the holding device occurs not a.
- the holding device with sufficient accuracy with the Dimensions of the desired final shape are produced.
- a complicated simulation the springback effect, as for example in conventional curable Alloys formed by the "age forming" process is the case not mandatory.
- the inventive method also has the advantage that it such bumps almost completely compensated without complicated Aftertreatment process or straightening processes are required.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umformen von Strukturen aus Aluminium- Legierungen, insbesondere aus naturharten AlMg-, naturharten AlMgSc-, und/oder aushärtbaren AlMgLi- Legierungen.The present invention relates to a method for reshaping structures Aluminum alloys, in particular of natural hard AlMg, natural hard AlMgSc, and / or curable AlMgLi alloys.
In der Luft- und Raumfahrttechnik werden komplexe Strukturen mit hoher Festigkeit und Steifigkeit benötigt, die unter Berücksichtigung von Gewicht und aerodynamischen Gesichtspunkten ein optimales Design aufweisen müssen. Derartige Strukturen bzw. Formteile erfassen beispielsweise Flügelhautflächen, Abdeck- und Tankelemente für Raumfahrzeuge, Flugzeugrumpfflächen mit Strukturversteifungselementen wie Stringer und Spante. Die konturgenaue und zeichnungsgerechte Herstellung solcher Formteile aus Aluminium-Legierungen ist in der Regel schwierig und erfordert zumeist mehrere Umformschritte der Einzelkomponenten mit entsprechenden Zwischenglühbehandlungen.In aerospace engineering complex structures with high strength and Rigidity is needed considering weight and aerodynamic Aspects must have an optimal design. Such structures or Moldings capture, for example, wing skin surfaces, cover and tank elements for Spacecraft, aircraft hulls with structural stiffening elements such as stringers and frame. The contour-accurate and drawing fair production of such moldings Aluminum alloys are usually difficult and usually require several Forming steps of the individual components with appropriate intermediate annealing treatments.
Die Umsetzung von geschweißten Integralbauweisen im Flugzeugbau setzt die Verwendung gut schweißbarer, korrosionsbeständiger Werkstoffe wie AlmgSc- und AlMgLi-Legierungen voraus. Diese Legierungen weisen aufgrund ihres Eigenschaftsspektrums nur eine sehr begrenzte Duktilität auf. Dadurch ist eine Formgebung zur gewünschten Endkontur mit konventionellen Methoden teilweise nicht möglich, da das Formänderungsvermögen nicht ausreichend ist.The implementation of welded integral structures in aircraft construction sets the Use of weldable, corrosion-resistant materials such as AlmgSc and AlMgLi alloys ahead. These alloys have only due to their range of properties a very limited ductility. This is a shape to the desired Final contour with conventional methods partially not possible because the Deformability is insufficient.
Heutiger Stand der Technik ist, daß die Außenhautfelder aus Blechen der Legierung
AA2024 im lösungsgeglühten Zustand mittels Streckziehen umgeformt werden.
Beim Streckziehen, das sowohl im kalten als auch im warmen Zustand durchgeführt
werden kann, wird bekannterweise die umzuformende Struktur in einem oder mehreren
Schritten bzw. Phasen (vgl. DE 195 04 649 C1) umgeformt. Dabei kann die umzuformende
Struktur zunächst in Längsrichtung und anschließend über ein Formteil gezogen werden,
das die gewünschte Endkontur aufweist.Today's state of the art is that the outer skin panels are converted from sheets of the alloy AA2024 in the solution-annealed condition by means of ironing.
In stretch drawing, which can be carried out both in the cold and in the warm state, the structure to be reshaped is known to be formed in one or more steps or phases (see DE 195 04 649 C1). In this case, the structure to be reshaped can first be pulled in the longitudinal direction and then over a shaped part which has the desired final contour.
Nachteilig ist hierbei, daß interne Spannungen durch den Formvorgang im Material entstehen, welche durch Überlagerung von Betriebslasten zum Versagen der Struktur führen können. Ferner ist ein Umformen in eine Struktur mit sphärischer Krümmung, d.h. mit Krümmungen entlang unterschiedlicher Raumrichtungen, schwierig und erfordert entsprechend ausgelegte Maschinen und formstabile Werkzeuge. Zudem wird die umzuformende Struktur durch Anbringen von Spannbacken meist an den Außenrändern verletzt, so daß diese Bereiche z.B. durch konturfräsen entfernt werden müssen. Dies führt nicht nur zu einem Materialverlust, sondern erfordert auch einen weiteren Bearbeitungsschritt, der zu unnötigem Aufwand und damit verbundenem Zeitverlust führt.The disadvantage here is that internal stresses due to the molding process in the material caused by overlay of operating loads to the failure of the structure being able to lead. Further, forming into a structure with spherical curvature, i. with curvatures along different spatial directions, difficult and requires appropriately designed machines and dimensionally stable tools. In addition, the structure to be formed by attaching jaws mostly on the outer edges violated, so that these areas e.g. must be removed by contour milling. this leads to not only to a loss of material, but also requires another Processing step, which leads to unnecessary effort and associated loss of time.
Bei den AlMg- Legierungen beobachtet man zudem bei Raumtemperaturumformung eine diskontinuierliche Verformung und die Ausbildung von charakteristischen Oberflächenerscheinungen, die auch als Lüder'sche Linien bezeichnet werden und sich störend auf die Materialeigenschaften auswirken können.In the AlMg alloys, one also observes a room temperature transformation discontinuous deformation and the formation of characteristic Surface phenomena, which are also referred to as Lüder's lines and themselves disturbing the material properties.
Ferner hat sich gezeigt, daß die Gruppe der AlMg- Legierungen eine planare Anisotropie mit einem r- Wertminimum in L- Richtung (Walzrichtung) aufweisen. Dies bedeutet, daß der Materialfluß beim Streckziehen zum Großteil aus der Blechdicke erfolgt und deshalb die umzuformende Struktur früher zur örtlichen Ausdünnung und zu vorzeitigem Versagen neigt. Ferner führt die Reduzierung der Blechdicke durch die Streckung dazu, daß das Erreichen einer zeichnungsgerechten Enddicke nur mit gleichmäßigen Dehnungsgraden erreicht werden kann und somit bei Bauteilen mit großen Abwicklungsunterschieden nur schwer zu realisieren ist.Further, it has been found that the group of AlMg alloys has a planar anisotropy having a r minimum value in the L direction (rolling direction). This means that the Material flow during ironing takes place for the most part from the sheet thickness and therefore the Form to be reshaped earlier for localized thinning and premature failure inclines. Furthermore, the reduction of the sheet thickness by the extension causes the Reaching a final drawing thickness consistent only with uniform degrees of elongation can be achieved and thus for components with large processing differences only hard to realize.
Neben dem Streckziehen wird zum Umformen bekannterweise auch ein Aushärteverfahren verwendet, das beispielsweise unter Druck- und Temperatureinwirkung in einem Autoklaven oder Ofen durchgeführt wird, bei dem gleichzeitig ein Aushärteeffekt eintritt. Dieser sog. "age forming"- Prozeß wird für aushärtbare Al- Legierungen der 2xxx, 6xxx, 7xxx und 8xxx-Serien verwendet. Dabei erfolgt zunächst unter Druck- bzw. Krafteinwirkung eine elastische Formung der umzuformenden Struktur. Die umzuformende Struktur schmiegt sich an ein Formteil an, das einen kleineren Krümmungsradius als das fertige Bauteil aufweist, um dem sog. "Springback"-Effekt Rechnung zu tragen. Die umzuformende Struktur wird also zunächst über die gewünschte Endform hinaus geformt. Durch anschließende Erwärmung auf die legierungsspezifische Aushärtetemperatur erfolgt eine Formänderung unter teilweiser Spannungsrelaxation, wie das z.B. in dem Artikel von D.M. Hambrick, "Age forming technology expanded in an autoclave", SAE Technical Paper Series, General Aviation Aircraft Meeting and Exhibition, Wichita, Kansas April 16-19, 1985, No. 850885 beschrieben ist. Dies führt dazu, daß das Bauteil beim Abkühlen zu einem gewissen Grad rückfedert und erst dann die Endform einnimmt. Somit weist die umgeformte Struktur nach dem Abkühlen und Entlasten einen größeren Krümmungsradius auf als vor der Erwärmung. Dies ist vor allem für die Herstellung von Formteilen problematisch, da der "Springback"-Effekt mit hoher Genauigkeit vorausgesagt werden muß, um das Formteil so zu entwerfen, das letztendlich das fertige Bauteil die gewünschte Endform einnimmt. Dies erfordert wiederum eine aufwendige Simulation des "Springback"-Effekts, wie z.B. in den Druckschriften EP 0517982A1 und EP 0527570B1 beschrieben ist.In addition to ironing, it is known that a hardening process is also used for forming used, for example, under pressure and temperature in a Autoclave or oven is performed at the same time a curing effect occurs. This so-called "age forming" process is used for hardenable Al alloys of 2xxx, 6xxx, 7xxx and 8xxx series used. It is initially under pressure or force an elastic shaping of the structure to be formed. The structure to be reshaped clings to a molding that has a smaller radius of curvature than the finished one Component has to take into account the so-called. "Springback" effect. The The structure to be formed is thus first shaped beyond the desired final shape. By subsequent heating to the alloy-specific curing temperature takes place a strain change with partial stress relaxation, such as e.g. in the article of DM. Hambrick, "Age-forming technology expanded in autoclave", SAE Technical Paper Series, General Aviation Aircraft Meeting and Exhibition, Wichita, Kansas April 16-19, 1985, No. 850885 is described. This leads to the component during cooling to a springs back to a certain degree and only then takes the final shape. Thus, the deformed structure after cooling and relieve a larger radius of curvature on as before the warming. This is especially for the production of molded parts problematic because the "springback" effect is predicted with high accuracy must, in order to design the molding so that ultimately the finished component the desired Final form occupies. This again requires a complex simulation of the "Springback" effect, such as. is described in the publications EP 0517982A1 and EP 0527570B1.
Neben den heute verwendeten aushärtbaren Legierungen (z.B. AA2024, AA6013, AA6056) sind für zukünftige Flugzeuggenerationen neue naturharte, d.h. nichtaushärtbare Legierungen entwickelt worden, die im Gegensatz zu den etablierten Legierungen aus metallurgischen Gründen nicht lösungsgeglüht werden können, da dies zu einem irreversiblen Festigkeitsverlust führen würde. Somit lassen sich die neuen Werkstoffe nicht problemlos durch konventionelle Verfahren umformen. Aufgrund dessen sind Alternativen für die Herstellung doppelt gekrümmter bzw. sphärischer Hautfelder erforderlich.Besides the curable alloys used today (e.g., AA2024, AA6013, AA6056) are new natural hard for future aircraft generations, i. non-curable Alloys have been developed that in contrast to the established alloys metallurgical reasons can not be solution annealed, as this is a irreversible loss of strength. Thus, the new materials can not be easily transformed by conventional methods. Because of that, alternatives are required for the production of double curved or spherical skin fields.
Somit ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, mit dem auf einfache Weise, d.h. mit möglichst wenig Prozeßschritten, komplexe Strukturen den erfindungsgemäßen Legierungen ohne nennenswerte Rückfederwirkung umgeformt werden können. Dabei soll gleichzeitig der Materialverlust durch Bearbeitungszugaben möglichst gering sein.Thus, it is the object of the present invention to provide a method with which in a simple way, i. with as few process steps as possible, complex structures Alloys according to the invention formed without any significant spring action can be. At the same time the loss of material due to machining allowances be as low as possible.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. The object is achieved by a method having the features of
Auf diese Weise wird erreicht, daß das Bauteil ohne nennenswerte Rückfederung unter Wärmeeinwirkung umgeformt wird und dabei die durch die elastische Formung eingeprägte Endform nahezu beibehält. Das Bauteil weist also nach der Umformung und anschließenden Abkühlung prinzipiell die selbe Krümmung auf wie vor der Wärmebehandlung. Dies hat den Vorteil, daß die zur elastischen Formung verwendeten Formteile bzw. Halteeinrichtungen mit ausreichender Genauigkeit die selbe Form wie die theoretische Form des Bauteils aufweisen und somit eine komplexe Simulation zum Vorhersagen des "Springback"- Effekts nicht erforderlich ist.In this way it is achieved that the component without significant springback under Heat is transformed and thereby by the elastic shaping embossed final shape almost maintained. The component thus has after forming and subsequent cooling, in principle, the same curvature on as before Heat treatment. This has the advantage that those used for elastic molding Moldings or holding devices with sufficient accuracy the same shape as the have theoretical shape of the component and thus a complex simulation for Predicting the "Springback" effect is not required.
Die elastische Formung des Bauteils vor der Wärmebehandlung, wobei das Bauteil bereits seine gewünschte Endform einnimmt, kann gemäß einer ersten Ausführungsform derart durchgeführt werden, daß nach dem Einlegen des umzuformenden Bauteils in eine Halteeinrichtung eine externe Kraft auf das Bauteil einwirkt, woraufhin das Bauteil unter elastischer Formung sich an die Kontur der Halteeinrichtung anschmiegt. Die externe Kraft kann dabei über eine mechanische Druck- bzw. Stempeleinrichtung übertragen werden, die das Bauteil in Richtung Halteeinrichtung drückt. Alternativ kann die elastische Formung durch Einwirken eines äußeren Druckes erfolgen, der beispielsweise in einem evakuierten Raum erzeugt wird.The elastic shaping of the component before the heat treatment, wherein the component already assumes its desired final shape, according to a first embodiment such be carried out that after inserting the component to be formed into a Holding device acts an external force on the component, whereupon the component under elastic shaping conforms to the contour of the holding device. The external force can be transmitted via a mechanical printing or stamping device, which presses the component in the direction of holding device. Alternatively, the elastic shaping be effected by the action of an external pressure, for example, in an evacuated Space is generated.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es zweckmäßig, daß auf das in die Halteeinrichtung eingelegte Bauteil eine äußere Kraft derart einwirkt, daß sich das Bauteil in Richtung Halteeinrichtung elastisch durchbiegt, so daß zwischen Bauteil und Halteeinrichtung ein Hohlraum entsteht. Dieser Hohlraum wird dann mit einem Dichtmaterial abgedichtet und anschließend evakuiert. Durch den entstehenden Unterdruck schmiegt sich das Bauteil unter elastischer Formung an die Kontur der Halteeinrichtung vollständig an und nimmt die gewünschte Endform ein. Danach erfolgt unter Wärmeeinwirkung bei Temperaturen, die oberhalb der für die Kriechumformung und Spannungsrelaxation der Legierung erforderlichen Temperatur liegen, die Umformung des Bauteils.According to a further embodiment, it is appropriate that in the in the Holding device inserted component an external force acts such that the component elastically deflected in the direction of the holding device, so that between the component and Holding device creates a cavity. This cavity is then filled with a Sealed sealing material and then evacuated. By the arising Under negative pressure, the component nestles under elastic shaping to the contour of the Holding device completely and takes the desired final shape. After that takes place under heat at temperatures above that for creep and Stress relaxation of the alloy required temperature, the reshaping of the Component.
Der Vorteil liegt also nicht nur darin, daß die Kontur der Halteeinrichtung der gewünschten Endform des umzuformenden Bauteils entspricht, sondern auch in der Tatsache, daß die Formung durch Einwirken der externen Kräfte rein elastischer Natur ist. Dies bedeutet, daß das Bauteil wieder in seine ursprüngliche Form übergeht, wenn keine externen Kräfte mehr auf das Bauteil einwirken. Somit sind Korrekturen oder ein erneutes Einlegen problemlos möglich. Die elastische Formung des Bauteils durch Einwirken der externen Kräfte kann somit jederzeit wiederholt werden.The advantage is not only that the contour of the holding device of the desired Endform of the component to be formed corresponds, but also in the fact that the Forming by the action of external forces is purely elastic nature. This means, that the component returns to its original shape when no external forces more on the component. Thus, corrections or reloading easily possible. The elastic shaping of the component by the action of the external Forces can thus be repeated at any time.
Zweckmäßig ist es ferner, das Bauteil mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 20°C/s bis 10°C/h auf eine maximale Temperatur oberhalb der für die Kriechumformung und Spannungsrelaxation der Legierung erforderlichen Temperatur zu erwärmen und anschließend das Bauteil mit einer Rate zwischen 200°C/s bis 10°C/h abzukühlen. Vorzugsweise liegt die maximale Temperatur zwischen 200°C und 450°C und wird typischerweise für eine Zeitdauer von 0 bis 72 h konstant gehalten.It is also expedient, the component at a heating rate of 20 ° C / s to 10 ° C / h to a maximum temperature above that for creep forming and Stress relaxation of the alloy to heat required temperature and then cool the component at a rate between 200 ° C / s to 10 ° C / h. Preferably, the maximum temperature is between 200 ° C and 450 ° C and is typically held constant for a period of 0 to 72 hours.
Vorteilhaft ist hierbei, daß innerhalb der genannten Bereiche die Erwärmungs- bzw. Abkühlrate sowie die maximale Temperatur an die verwendete Legierung oder an die gewünschten physikalischen Eigenschaften angepasst werden kann. Zudem kann nach dem Durchführen des Verfahrens eine erneute Umformung des Bauteils erfolgen, was mit den bekannten Verfahren nicht bzw. nur bedingt möglich ist.It is advantageous that within these ranges, the heating or Cooling rate and the maximum temperature to the alloy used or to the desired physical properties can be adjusted. In addition, after performing the process, a re-forming of the component take place what with the known method is not or only partially possible.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß sowohl einfach gekrümmte als auch sphärische Strukturen in einem Arbeitsschritt umgeformt werden können. Zu diesem Zweck weist die Halteeinrichtung Krümmungen auf, die sich in unterschiedliche Raumrichtungen erstrecken und der fertigen Endkontur des umzuformenden Bauteils entsprechen. Femer können neben 2D- auch komplexe 3D-Strukturen, an denen bereits Stringer und Spante befestigt sind, auf einfache Art und Weise umgeformt werden. Gleichzeitig werden Verformungen, hervorgerufen durch Wärmespannungen durch einen vorangegangenen Schweißvorgang, durch das erfindungsgemäße Umformverfahren ausgeglichen.Another advantage of the method according to the invention is that both simple curved as well as spherical structures are transformed in one step can. For this purpose, the holding device has curvatures which are in extend different spatial directions and the finished final contour of the Correspond to the component to be formed. Furthermore, in addition to 2D and complex 3D structures, where stringer and frame are already attached, in a simple way and Way to be reshaped. At the same time, deformations are caused by Thermal stresses through a previous welding process, through the Balanced forming process according to the invention.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Abbildungen in näheren Einzelheiten erläutert. In denen zeigt:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung zum Erläutern des Einlegens eines umzuformenden Bauteils in eine Halteeinrichtung;
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung zum Erläutern des Einwirkens einer äußeren Kraft auf das umzuformende Bauteil;
- Fig. 3
- eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Umformschrittes; und
- Fig. 4
- ein T(t)- Diagramm der für die Umformung des Bauteils erforderlichen Wärmebehandlung.
- Fig. 1
- a schematic representation for explaining the insertion of a component to be formed in a holding device;
- Fig. 2
- a schematic representation for explaining the application of an external force on the component to be formed;
- Fig. 3
- a schematic representation of the forming step according to the invention; and
- Fig. 4
- a T (t) - diagram of the heat treatment required for the transformation of the component.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung zum Erläutern des Einlegens eines
umzuformenden Bauteils 1 in eine Halteeinrichtung 2. Das umzuformende Bauteil 1 kann
ein zweidimensionales Blech aus walzhartem, naturhartem Material sein. Ebenso können
an dem Blech bereits mittels Reibrührschweißen, Laserschweißen oder anderen
geeigneten Verfahren Versteifungselemente angebracht sein (nicht dargestellt), so daß die
umzuformende Struktur eine dreidimensionale Gestalt aufweist. In diesem Fall wird das
Blech derart in die Halteeinrichtung 2 eingelegt, daß die Verstärkungsstrukturen von der
Halteeinrichtung 2 wegweisen. Im Allgemeinen kann jede beliebige, komplexe,
dreidimensionale Struktur in die Halteeinrichtung zum Umformen eingelegt werden, die
insbesondere aus einer naturharten, d.h. nicht aushärtbaren Aluminium- Legierungen
besteht. Diese nicht aushärtbaren Aluminium- Legierungen können AlMg- Legierungen
oder insbesondere AlMgSc- Legierungen sein. Aber auch aushärtbare AlMgLi-Legierungen
können verwendet werden.Fig. 1 shows a schematic representation for explaining the insertion of a
to be formed
Die Halteeinrichtung 2, in die das umzuformende Bauteil 1 eingelegt wird, weist eine Form
bzw. Kontur 2a auf, die der gewünschten Endform des umgeformten Bauteils 1 entspricht
Im Folgenden wird die Endform des Bauteils 1 mit der Bezugsziffer 1a bezeichnet. Die
Krümmung der Halteeinrichtung 2 kann sich sowohl in der in Fig. 1 dargestellten Ebene als
auch in der dazu senkrechten Ebene erstrecken, so daß ein Bauteil auch in eine Endform
mit sphärischer bzw. doppelter Krümmung in einem Arbeitsschritt umgeformt werden
kann.The holding
Das Bauteil 1 wird zunächst in seinem ungeformten Zustand in die Halteeinrichtung 2
eingelegt. Dabei bildet sich zwischen Bauteil 1 und Halteeinrichtung 2 ein Hohlraum 3. The
Anschließend wirkt auf das ungeformte Bauteil 1 von oben, d.h. von der Halteeinrichtung 2
entgegengesetzten Seite des Bauteils 1, eine Kraft F ein. Diese Kraft F kann beispielsweise
über eine in Fig. 1 lediglich schematisch dargestellte Stempel- bzw. Druckanordnung 4 auf
das Bauteil 1 übertragen werden. Andere geeignete Mittel zum Einwirken dieser äußeren
Kraft sind ebenso möglich. Dies kann z.B. das Einwirken eines äußeren Druckes P
innerhalb eines evakuierten Raumes sein, in dem sich Halteeinrichtung und Bauteil
befinden. Ebenso ist eine Kombination der Kräfte F und P möglich.Subsequently, the
Aufgrund des Einwirkens der äußeren Kraft F und/oder P wird das Bauteil 1 derart
elastisch geformt, daß es sich in Richtung Halteeinrichtung 2 durchbiegt. Wie aus Fig. 2 zu
sehen ist, ist dabei der Krümmungsradius des elastisch deformierten Bauteils 1 größer als
der der Halteeinrichtung 2, so daß weiterhin ein Hohlraum 3 zwischen Bauteil 1 und
Halteeinrichtung 2 vorhanden ist. Das Volumen des Hohlraumes 3 ist jedoch im Vergleich
zu dem in Fig. 1 dargestellten Ausgangszustand kleiner. Die elastische Formung des
Bauteils 1 durch Einwirken der externen Kräfte führt auch dazu, daB die Auflagefläche
zwischen Bauteil 1 und Halteeinrichtung 2 größer wird und somit der Hohlraum 3 unter
Verwendung eines Dichtmaterials 5 luftdicht abgeschlossen werden kann. Das
Dichtmaterial 5 ist hierbei typischerweise ein temperaturbeständiges, modifiziertes
Silikonmaterial, das am Randbereich des Bauteils 1 aufgetragen wird.Due to the action of the external force F and / or P, the
Nach dem Abdichten wird der Hohlraum 3 zwischen Bauteil 1 und Halteeinrichtung 2
evakuiert. Zu diesem Zweck sind in der Halteeinrichtung 2 Durchbohrungen 6 angeordnet,
über die der Hohlraum 3 an eine Vakuumpumpe (nicht dargestellt) angeschlossen wird.
Durch das Evakuieren entsteht im Hohlraum ein Unterdruck p, wodurch das Bauteil 1
weiter in Richtung Halteeinrichtung 2 gezogen wird, bis es vollständig an der Kontur 2a der
Halteeinrichtung 2 anliegt, wie in Figur 3 dargestellt ist. Es sei angemerkt, daß in Fig. 3 auf
die Darstellung der Druck- bzw. Stempelanordnung verzichtet wurde. Zudem befindet sich
die Anordnung in einem geschlossenen Gehäuse 7, das ein Ofen, ein Autoklave oder
dergleichen sein kann.After sealing, the cavity 3 between
In diesem Zusammenhang ist ferner anzumerken, daß in den Fällen, in denen die externe
Kraft bzw. die externen Kräfte F und/oder P ausreichen, um das Bauteil bereits ganz an
die Kontur 2a der Halteeinrichtung 2 zu drücken, auf das Evakuieren des Hohlraumes
verzichtet werden kann. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn dünne Bleche bzw.
gering gekrümmte Strukturen umgeformt werden.In this context, it should also be noted that in cases where the external
Force or the external forces F and / or P sufficient to the component already fully
to press the contour 2a of the holding
Auch in dem in Fig. 3 dargestellten Zustand befindet sich das Bauteil 1 zunächst im
elastisch geformten Zustand, so daß die Formung reversibel ist und der Prozeß von Neuem
durchgeführt werden könnte, wenn keine externe Kraft mehr auf das Bauteil einwirken
würde. D.h., wenn keine äußere Kraft mehr auf das umzuformende Bauteil einwirkt, kehrt
es wieder in seine ungeformte ursprüngliche Ausgangslage zurück. Somit sind Korrekturen
jederzeit problemlos möglich.Also in the state shown in Fig. 3, the
Nachdem das Bauteil durch die obigen Schritte unter elastischer Formung in seine
Endform 1a gebracht wurde, wird das Bauteil 1 innerhalb des geschlossenen Gehäuses 7
unter Aufrechterhaltung des Vakuums wärmebehandelt. Durch die Erwärmung wird das
Bauteil 1 unter Spannungsrelaxation der während der elastischen Formung in das Material
eingebrachten Spannungen umgeformt. Nach Abschluß der Spannungsrelaxation durch
Wärmeeinwirkung kann das Vakuum abgeschaltet werden und eine Abkühlphase schließt
sich an. Das Bauteil behält dabei nahezu die durch die Kontur der Halteeinrichtung
vorgegebene Endform 1a bei, ohne daß eine signifikante Rückfederung eintritt.After the component by the above steps under elastic shaping in his
End mold 1a was brought, the
Die Wärmebehandlung erfolgt dabei gemäß dem in Figur 4 dargestellten schematischen
T(t)-Verlauf. Im evakuierten Zustand, d.h. das Bauteil 1 liegt völlig an der Kontur 2a der
Halteeinrichtung 2 an, wird das Bauteil 1 auf eine maximale Temperatur T1 erwärmt, die
oberhalb der für die Kriechumformung und Spannungsrelaxation der Legierung
erforderlichen Temperatur liegt, die typischerweise größer oder gleich 200°C ist. Das
Bauteil wird dabei mit einer Aufheizgeschwindigkeit zwischen 20°C/s und 10°C/h
innerhalb eines ersten Zeitintervalls Δt1 bis zu der gewünschten Zieltemperatur T1
erwärmt. Die Aufheizrate kann dabei, entgegen des in Fig. 4 dargestellten kontinuierlichen
Verlaufes, auch innerhalb des Intervalls Δt1 stufenförmig oder in anderer geeigneter Weise
variieren. Die maximale Temperatur T1, die typischerweise zwischen 220°C und 450°C
liegt, wird zum Zeitpunkt t1 erreicht. Diese Temperatur wird dann für eine Zeitdauer Δt2
konstant gehalten, wobei Δt2 typischerweise zwischen 0 und 72 h liegt. Innerhalb dieses
Zeitintervalls Δt2 erfolgt die wesentliche Spannungsrelaxation des Bauteils. Nach Ablauf
dieses Zeitintervalls, d.h. zum Zeitpunkt t2, kann das Vakuum abgeschaltet werden und
eine Abkühlphase mit einer Rate von typischerweise 200°C/s bis 10°C/h schließt sich
an. Die Abkühlung kann, wie in Fig. 4 schematisch dargestellt, kontinuierlich erfolgen oder
auch stufenweise. Die Abkühlung kann dabei durch normale Luftkühlung oder auf andere
geeignete Weise erfolgen.The heat treatment is carried out according to the schematic T (t) process shown in FIG. In the evacuated state, that is, the
Wesentlich ist, daß das Bauteil während des Abkühlprozesses seine durch die Kontur 2a
der Halteeinrichtung 2 vorgegebene Endform 1a nahezu beibehält. Eine signifikante
Rückfederung in eine Form mit größerem Krümmungsradius als die Halteeinrichtung tritt
nicht ein. Somit kann die Halteeinrichtung mit ausreichender Genauigkeit mit den
Abmessungen der gewünschten Endform hergestellt werden. Eine komplizierte Simulation
des Rückfedereffektes, wie es beispielsweise bei herkömmlichen aushärtbaren
Legierungen, die durch das "age forming"-Verfahren umgeformt werden, der Fall ist, ist
nicht erforderlich.It is essential that the component during the cooling process its by the contour 2a
the holding
Wie eingangs bereits erwähnt, kommen als umzuformende Bauteile nicht nur zweidimensionale Bleche aus den oben genannten Aluminium- Legierungen sondern auch dreidimensionale Formen in Frage, die in eine gewünschte doppelt gekrümmte bzw. sphärische Form umgeformt werden können. Somit erübrigt sich ein aufwendiges Herstellen von gekrümmten Teilen vor dem Schweißvorgang. Dies war bisher erforderlich, da Bleche und Stringer im endkonturnahen Zustand z.B. durch Laserschweißen verbunden wurden.As already mentioned, not only come as reshaping components two-dimensional sheets of the above-mentioned aluminum alloys but also Three-dimensional shapes in question, in a desired double-curved or spherical shape can be reshaped. Thus, a complex is unnecessary Making curved parts before welding. This was previously required since sheets and stringer in near net shape condition e.g. connected by laser welding were.
Ferner wird ein durch Laserschweißen hervorgerufener Verzug des Bauteils bzw. Unebenheiten oder Welligkeiten der Bleche (auch Zeppelin-Effekt genannt), die z.B. beim Befestigen von Stringern mittels Laser-Schweißverfahren in dem Blech erzeugt werden, während des in Fig. 3 dargestellten schematischen Umformprozesses nahezu ausgeglichen. Somit hat das erfindungsgemäße Verfahren zudem den Vorteil, daß es derartige Unebenheiten nahezu vollständig kompensiert, ohne daß komplizierte Nachbehandlungsverfahren bzw. Richtvorgänge erforderlich sind. Furthermore, a caused by laser welding distortion of the component or Unevenness or waviness of the sheets (also called zeppelin effect), which is e.g. at the Attaching stringers by laser welding in the sheet metal, during the schematic forming process shown in Fig. 3 almost balanced. Thus, the inventive method also has the advantage that it such bumps almost completely compensated without complicated Aftertreatment process or straightening processes are required.
Zudem gibt es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nur einen geringen Materialverlust, da die Randbereiche an den Längskanten, an denen beim konventionellen Formverfahren die Streckkraft eingeleitet wird, nicht abgetrennt werden müssen.Moreover, in the method according to the invention, there is only a slight loss of material, because the edge areas at the longitudinal edges, where in the conventional molding process the stretching force is initiated, do not need to be separated.
Claims (10)
- Process for the shaping of structures of aluminium alloys, in particular of self-hardening AlMg alloys, self-hardening AlMgSc alloys and/or hardenable AlMgLi alloys, characterised by the following steps:a) elastic forming of a structural part (1) to be formed under external action of a force (F, P, p), in which the structural part (1) adopts the contour (2a) of a holding device (2) that corresponds to the desired end shape (1a) of the structural part (1) ;b) heating of the elastically formed structural part (1) to a temperature (T1) greater than the temperature necessary for a creep shaping and stress relaxation of the alloy, so that the structural part (1) is shaped while retaining the end shape (1a) imparted by elastic forming in step a).
- Process according to claim 1, characterised in that the elastic forming comprises the following steps:insertion of the structural part (1) to be shaped into a holding device (2) that has a contour (2a) that corresponds to the desired end shape (1a) of the structural part (1) to be shaped;application of an external force (F, P) to the structural part (1) so that the structural part (1) elastically sags in the direction of the holding device (2) ;sealing of the cavity (3) formed between the structural part (1) and holding device (2) with a sealing material (5) ; andevacuation of the cavity (3) so that the structural part (2) rests against the contour (2a) of the holding device (2) and adopts the desired end shape (1a).
- Process according to claim 1, characterised in that the structural part (1) is heated to the temperature (T1) at a heating rate ranging from 20°C/sec to 10°C/hour, that the temperature (T1) is held for a duration between 0 and 72 hours, and that the structural part (1) is then cooled at a rate ranging from 200°C/sec to 10°C/hour.
- Process according to claim 1, characterised in that the temperature (T1) is between 200°C and 450°C.
- Process according to claim 1, characterised in that the structural part (1) inserted into the holding device (2) is shaped into a structural part having a singly and doubly curved or spherical contour.
- Process according to claim 1, characterised in that complex two-dimensional or three-dimensional structures are inserted into the holding device (2) for shaping.
- Process according to claim 1, characterised in that the structural, part (1) to be shaped consists of a self-hardening AlMg alloy.
- Process according to claim 1, characterised in that the structural part (1) to be shaped consists of a self-hardening AlMgSc alloy.
- Process according to claim 1, characterised in that the structural part (1) to be shaped consists of a hardenable AlMgLi alloy.
- Process according to claim 1, characterised in that the structural part (1) to be shaped consists of a combination of the materials according to claims 7 to 9.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10047491A DE10047491B4 (en) | 2000-09-26 | 2000-09-26 | Method for forming structures from aluminum alloys |
DE10047491 | 2000-09-26 | ||
PCT/EP2001/009821 WO2002026414A1 (en) | 2000-09-26 | 2001-08-25 | Method for shaping structures comprised of aluminum alloys |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP1320430A1 EP1320430A1 (en) | 2003-06-25 |
EP1320430B1 true EP1320430B1 (en) | 2004-10-13 |
Family
ID=7657566
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP01965216A Expired - Lifetime EP1320430B1 (en) | 2000-09-26 | 2001-08-25 | Method for shaping structures comprised of aluminum alloys |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7217331B2 (en) |
EP (1) | EP1320430B1 (en) |
JP (1) | JP4776866B2 (en) |
CN (1) | CN1230265C (en) |
CA (1) | CA2423566C (en) |
DE (2) | DE10047491B4 (en) |
ES (1) | ES2228944T3 (en) |
RU (1) | RU2271891C2 (en) |
WO (1) | WO2002026414A1 (en) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10324366A1 (en) * | 2003-05-27 | 2004-12-16 | Feldbinder & Beckmann Fahrzeugbau Gmbh & Co Kg | Method and device for producing a molded part, and molded part, in particular a container base |
DE102005001829B4 (en) * | 2005-01-14 | 2009-05-07 | Audi Ag | Method for forming a circuit board |
CN101583486B (en) | 2006-10-30 | 2014-08-27 | 安赛乐米塔尔法国公司 | Coated steel strips, methods of making the same, methods of using the same, stamping blanks prepared from the same, stamped products prepared from the same, and articles of manufacture which contains |
DE102011006032A1 (en) | 2011-03-24 | 2012-09-27 | Airbus Operations Gmbh | Process for producing a structural component and structural component |
US9773077B2 (en) * | 2012-04-09 | 2017-09-26 | Arcelormittal Investigacion Y Desarrollo, S.L. | System and method for prediction of snap-through buckling of formed steel sheet panels |
EP2727665B1 (en) * | 2012-10-31 | 2018-06-06 | Airbus Defence and Space GmbH | Method for making a moulded part and use of the method for making a moulded part |
US10500629B2 (en) | 2014-10-07 | 2019-12-10 | The Penn State Research Foundation | Method for reducing springback using electrically-assisted manufacturing |
CN104438481B (en) * | 2014-11-28 | 2016-04-06 | 中南大学 | A kind of preparation method of deep camber aluminium alloy integral panel component |
DE102016207172B3 (en) * | 2016-04-27 | 2017-08-24 | Premium Aerotec Gmbh | Device and arrangement for forming a curved sheet-like component, and method for producing the device |
CN106862377B (en) * | 2017-03-14 | 2018-12-28 | 中南大学 | A kind of manufacturing process of aluminium alloy plate |
CN106978578B (en) * | 2017-05-18 | 2019-01-25 | 中南大学 | A kind of aluminium alloy plate creep age forming method |
DE102017114663A1 (en) | 2017-06-30 | 2019-01-03 | Airbus Operations Gmbh | Method for forming a component |
WO2020099124A1 (en) * | 2018-11-12 | 2020-05-22 | Aleris Rolled Products Germany Gmbh | Method of producing a high-energy hydroformed structure from a 7xxx-series alloy |
US20200222967A1 (en) * | 2019-01-11 | 2020-07-16 | Embraer S.A. | Methods for producing creep age formed aircraft components |
CN112207522A (en) * | 2020-10-26 | 2021-01-12 | 许晨玲 | Flatness control method for large aluminum alloy integral wall plate |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4188811A (en) * | 1978-07-26 | 1980-02-19 | Chem-Tronics, Inc. | Metal forming methods |
US5168169A (en) * | 1991-06-10 | 1992-12-01 | Avco Corporation | Method of tool development |
CA2069189C (en) * | 1991-08-12 | 1998-04-14 | Aerostructures Corporation | Method of developing complex tool shapes |
DE4334940C2 (en) | 1992-10-15 | 1996-10-31 | Max Co Ltd | Impact screw device |
FR2696957B1 (en) * | 1992-10-21 | 1994-11-25 | Snecma | Method for forming parts of titanium-based alloys. |
US5597529A (en) * | 1994-05-25 | 1997-01-28 | Ashurst Technology Corporation (Ireland Limited) | Aluminum-scandium alloys |
DE19504649C1 (en) * | 1995-02-13 | 1996-08-22 | Daimler Benz Ag | Drawing method for stretch-forming of metal panels |
IL156386A0 (en) * | 2000-12-21 | 2004-01-04 | Alcoa Inc | Aluminum alloy products and artificial aging method |
-
2000
- 2000-09-26 DE DE10047491A patent/DE10047491B4/en not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-08-25 JP JP2002530234A patent/JP4776866B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-08-25 EP EP01965216A patent/EP1320430B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-08-25 CN CNB018155340A patent/CN1230265C/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-08-25 CA CA002423566A patent/CA2423566C/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-08-25 DE DE2001504142 patent/DE50104142D1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-08-25 ES ES01965216T patent/ES2228944T3/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-08-25 WO PCT/EP2001/009821 patent/WO2002026414A1/en active IP Right Grant
- 2001-08-25 US US10/381,476 patent/US7217331B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-08-25 RU RU2003112217/02A patent/RU2271891C2/en active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1320430A1 (en) | 2003-06-25 |
CA2423566C (en) | 2010-01-05 |
JP2004509765A (en) | 2004-04-02 |
RU2271891C2 (en) | 2006-03-20 |
DE10047491B4 (en) | 2007-04-12 |
CN1455711A (en) | 2003-11-12 |
DE10047491A1 (en) | 2002-04-18 |
CN1230265C (en) | 2005-12-07 |
DE50104142D1 (en) | 2004-11-18 |
ES2228944T3 (en) | 2005-04-16 |
CA2423566A1 (en) | 2003-03-25 |
US20040050134A1 (en) | 2004-03-18 |
WO2002026414A1 (en) | 2002-04-04 |
JP4776866B2 (en) | 2011-09-21 |
US7217331B2 (en) | 2007-05-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1320430B1 (en) | Method for shaping structures comprised of aluminum alloys | |
DE112015000385B4 (en) | Warm forming of cold-worked sheet alloys | |
DE3537882A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING A METAL OBJECT AND NICKEL SUPER ALLOY DISC FOR A GAS TURBINE ENGINE | |
DE102007046293A1 (en) | Metallblechumformverfahren | |
EP3455006B1 (en) | Method for manufacturing a component | |
DE102017117675B4 (en) | Process for manufacturing a motor vehicle component from a 6000 aluminum alloy | |
CN110000322B (en) | Device and method for preparing high-performance magnesium alloy through large plastic deformation | |
DE102006015666B4 (en) | Method for producing a metallic molded component by hot forming with a simultaneous trimming operation | |
WO2014195269A1 (en) | Method of producing a suspension leg turret | |
EP3177416A1 (en) | Method for producing hot-formed components | |
DE112009000645B4 (en) | Method of progressively deforming a polycrystalline sheet metal workpiece and method of progressively deforming a polycrystalline sheet metal workpiece | |
DE102023113726A1 (en) | Process for the controlled electromagnetic impact composite forming of blades made of titanium alloy | |
DE102014106289B4 (en) | Method and system for processing a metallic casting | |
DE102016111105A1 (en) | MULTI-HOT-MOLDING DEVICE AND WARMUMFORMING METHOD THEREOF | |
DE102004040272A1 (en) | Door for vehicle, has inner panel operatively connected to outer panel such that a cavity is formed between the panels, the inner panel having strengthening corrugations for resisting deformation due to side impact | |
DE102015225370A1 (en) | Method and device for producing a metallic hybrid component, as well as metallic hybrid component produced therewith | |
DE102006018809A1 (en) | Method for producing a motor vehicle pivot bearing in shell construction | |
EP2428589A2 (en) | Method for producing a laying mould for producing components | |
DE19806761A1 (en) | Seat bowl for vehicle seat | |
DE102014213196A1 (en) | Mold for the production of hot-formed components | |
DE102006046305B4 (en) | Device for at least partial forming of sheet metal beyond the known shaping limits | |
DE102007018281A1 (en) | Tool for hydroforming, comprises tool base body with suitable deformation chamber for hydroforming, and heating unit is provided for heating of deformation chamber | |
WO2019048025A1 (en) | Method for producing a component and tool therefor | |
DE102011102087A1 (en) | Method for processing a surface element | |
EP3497251B1 (en) | Method for forming and hardening steel materials |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 20030308 |
|
AK | Designated contracting states |
Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR |
|
RIN1 | Information on inventor provided before grant (corrected) |
Inventor name: LENCZOWSKI, BLANKA Inventor name: JAMBU, STEPHANE Inventor name: JUHL, KNUT |
|
GRAP | Despatch of communication of intention to grant a patent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1 |
|
RIN1 | Information on inventor provided before grant (corrected) |
Inventor name: JAMBU, STEPHANE Inventor name: LENCZOWSKI, BLANKA Inventor name: JUHL, KNUT |
|
GRAS | Grant fee paid |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3 |
|
GRAA | (expected) grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210 |
|
RIN1 | Information on inventor provided before grant (corrected) |
Inventor name: JAMBU, STEPHANE Inventor name: JUHL, KNUT Inventor name: LENCZOWSKI, BLANKA |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: B1 Designated state(s): DE ES FR GB IT |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: GB Ref legal event code: FG4D Free format text: NOT ENGLISH |
|
REF | Corresponds to: |
Ref document number: 50104142 Country of ref document: DE Date of ref document: 20041118 Kind code of ref document: P |
|
GBT | Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977) |
Effective date: 20050111 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: ES Ref legal event code: FG2A Ref document number: 2228944 Country of ref document: ES Kind code of ref document: T3 |
|
ET | Fr: translation filed | ||
PLBE | No opposition filed within time limit |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT |
|
26N | No opposition filed |
Effective date: 20050714 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: GB Ref legal event code: 732E Free format text: REGISTERED BETWEEN 20090514 AND 20090520 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: TP Owner name: AIRBUS OPERATIONS GMBH, DE Effective date: 20130417 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: PLFP Year of fee payment: 16 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: PLFP Year of fee payment: 17 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: PLFP Year of fee payment: 18 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: ES Payment date: 20190924 Year of fee payment: 19 Ref country code: FR Payment date: 20190822 Year of fee payment: 19 Ref country code: IT Payment date: 20190829 Year of fee payment: 19 Ref country code: DE Payment date: 20190822 Year of fee payment: 19 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: GB Payment date: 20190821 Year of fee payment: 19 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: DE Ref legal event code: R119 Ref document number: 50104142 Country of ref document: DE |
|
GBPC | Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee |
Effective date: 20200825 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20200831 Ref country code: DE Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20210302 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: GB Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20200825 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: ES Ref legal event code: FD2A Effective date: 20211229 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: ES Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20200826 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: IT Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20200825 |