Stichwort

Die Umformung ist ein weltweit weit verbreitetes Herstellungsverfahren und gehört zu den alten Techniken. Nachfolgend sind die Punkte aufgeführt, die wir in diesem Artikel im Detail besprechen werden:

Inhalt

Was bildet sich? | Grundlagen der Umformprozesse

Umformen / Umformen ist ein Prozess, bei dem sich das Material durch Krafteinwirkung plastisch verformt, um die erforderliche Form so zu erhalten, dass die erzeugte Spannung größer oder gleich . sein sollte Fließspannung, und gleichzeitig sollte es kleiner sein als die größter Stress des Materials.

Umformverfahren | Umformprozess in der Fertigung | Massivumformverfahren | Umformverfahren | Umformvorgänge | Art der Umformvorgänge | Verschiedene Formen der Umformung | | Klassifizierung des Umformprozesses | Arten der plastischen Umformung

Metallumformung:

1) Massivumformung: 

1. Fälschung
2. Wenden
3. Extrusion 
4. Drahtumformung

2) Blechumformung

1. Beugung
2. Tiefziehen der Tasse
3. Scheren
4. Dehnung
5. Spinnen

3) Fortgeschrittene Metallumformung

1. Superplastische Umformung
2. Elektroforming
3. Bußgeld- und Bankbetrieb
4. Hydroforming
5. Laserformen
6. Pulverformung

Gefügeentwicklung in Umformprozessen

Bei der Metallumformung wird das Material sehr stark beansprucht, um seine Form zu verändern. Die mikrostrukturelle Veränderung des Materials findet statt. Die Kristallbildung wird sich aber nur wieder einstellen, wenn es sich um Warmarbeit handelt, also oberhalb der Rekristallisationstemperatur gearbeitet wird. Das heißt, das Material wird über seine Rekristallisationstemperatur erhitzt und es erfolgt eine Umformung.

Temperatur bei Umformprozessen | Warmumformverfahren | Kaltumformverfahren | Einfluss der Temperatur auf den Umformprozess

• Die Temperatur ist ein sehr wichtiger Faktor im Herstellungsprozess, da die Materialeigenschaften eine Funktion der Temperatur sind.
• Der Umformprozess gliedert sich in drei Teile zu den Grundlagen der Temperatur:
• 1. Kaltbearbeitung
• 2. Warmes Arbeiten
• 3. Heißarbeit
• Bevor Sie die obigen Punkte definieren, teilen Sie uns die Rekristallisationstemperatur mit.

Rekristallisationstemperatur:

• Die Temperatur, bei der das Material die Kristallanordnung umformt, wird als Rekristallisationstemperatur bezeichnet.
• Es ist ein einzigartiger Wert für jedes Material
•  Blei, Zinn, Zink und Cadmium sind die Materialien, deren Rekristallisationstemperatur gleich der Raumtemperatur ist und daher ist die Arbeit an diesen Materialien immer Heißarbeit.
• Die Rekristallisationstemperatur reicht vom 0.5- bis 0.9-fachen der Schmelztemperatur des Materials.

Kaltes Arbeiten:

• Wenn am Material gearbeitet wird, wenn die Materialtemperatur unter der Rekristallisationstemperatur liegt, fällt diese Arbeit in die Kategorie der Kaltumformung.
• Der Kraft- und Energieaufwand bei der Kaltumformung ist sehr hoch.
• Die Genauigkeit ist bei der Kaltbearbeitung im Vergleich zu anderen recht gut.
• Eigenschaften wie Festigkeit und Härte nehmen zu. 
• Dabei nehmen die Eigenschaften wie Formbarkeit und Duktilität ab.
• Die bei der Kaltumformung wirkende Reibung ist gering.

Warmarbeit:

• Wenn das Material bei einer Temperatur oberhalb der Kaltumformung, aber unterhalb der Rekristallisationstemperatur bearbeitet wird, fällt dies in die Kategorie der Warmumformung.
• Es wird gegenüber der Kaltbearbeitung bevorzugt, wenn die ausgeübte Kraft geringer ist.

Heißarbeit:

• Wenn am Material gearbeitet wird, ist die Temperatur des Materials höher als die Rekristallisationstemperatur, diese Arbeit fällt in die Kategorie der Warmumformung.
• Der Kraft- und Energieaufwand bei der Warmumformung ist geringer.
• Die Genauigkeit bleibt bei der Warmumformung im Vergleich zu anderen gering.
• Eigenschaften wie Festigkeit und Härte nehmen ab.
• Dabei nehmen die Eigenschaften wie Formbarkeit und Duktilität zu.
• Die Reibung beim Warmumformen ist hoch.

Arten von Kaltumformverfahren

Kaltumformtechniken: Quetschverfahren, Biegeverfahren, Ziehverfahren und Scherverfahren. 

Der Quetschprozess besteht aus:

• Walzprozess,
• Extrusionsverfahren,
• Schmiedeprozess,
• Dimensionierungsprozess

Biegeprozess besteht aus:

• Winkelbiegeverfahren,
• Rollbiegeverfahren,
• Rollformverfahren,
• Nahtprozess,
• Richtprozess
• Der Scherprozess besteht aus:
• Blechscherschneidverfahren,

Ausblenden.

• Der Zeichnungsprozess besteht aus:
• Drahtziehverfahren,
• Rohrziehverfahren,
• Metallspinnverfahren,
• Blechziehverfahren,
• Bügelprozess

Reibung und Schmierung im Umformprozess | Reibung im Umformprozess

• Reibung bei der Metallumformung erfolgt aufgrund des engen Kontakts der Werkstückoberfläche und des Werkzeugs (Matrize, Stempel) bei hohem Druck (bei einigen Operationen auch hohe Temperatur).
• Dieser Hochdruck, hoch Druckspannung und auch die Reibung spielt eine sehr wichtige Rolle bei der Formgebung des Produkts.
• Um diese Reibung zu überwinden, werden jedoch über 50 % der Energie benötigt.
• Die Oberflächenqualität wird verzögert, die Werkzeug- und Matrizenstandzeit wird reduziert.
• Um solche unerwünschten Effekte zu vermeiden, wird Schmierung eingeführt

Um die Reibung zu überwinden, wird eine Schmierung durchgeführt:

Schmierung im Umformprozess | Arten von Schmierstoffen, die in der Metallumformung verwendet werden

Metallumformung verwendet Schmierung: auf Wasserbasis, auf Ölbasis, synthetischer und fester Film

• Auf Wasserbasis: Sie eignen sich gut für Kühlzwecke, haben aber weniger Schmierfähigkeit. Sie werden hauptsächlich für Hochgeschwindigkeitsanwendungen verwendet.
• Auf Ölbasis: Es überwindet die Nachteile von Gleitmitteln auf Wasserbasis, aber Ihnen fehlt die Additivlöslichkeit.
• Synthetisch: Mit Löslichkeit bietet es auch eine gute Gleitfähigkeit.
• Fester Film: kann mit oder ohne Öl/Wasser verwendet werden, hauptsächlich für Hochdruck-, Niedergeschwindigkeits- und Niedertemperaturanwendungen.

Vor- und Nachteile des Umformprozesses

Vorteile:

• Der Materialverlust ist vernachlässigbar oder null (da keine Scher-/Schneidwirkung beteiligt ist).
• Korn kann in gewünschte Richtung ausgerichtet werden
• Durch Kaltumformung wird die Festigkeit und Härte erhöht, während bei der Warmumformung die Duktilität und Formbarkeit erhöht wird.

Einschränkungen:

• Kraft- und Energiebedarf ist sehr hoch
• Automatisierung ist erforderlich, daher kostspielig
• Außer Schmieden können alle anderen Verfahren einen einheitlichen Querschnitt erzeugen.
• Crossover und Undercut sind schwierig herzustellen.

Anwendungen des Metallumformprozesses

• Kanäle von direkter Form. 
• Nahtlose Rohre
• Turbinenringe.
• Hardwareprodukte wie Nägel, Hagel
• Landwirtschaftliche Werkzeuge zum Sägen und Schneiden.
• Militärprodukte
• Autostrukturteile Türen, äußerer Karosserieschutz. 
• Verschiedene Kunststoffprodukte

Wenden 

Walzen ist ein Prozess, bei dem die erforderliche Form durch das Durchlaufen des Materials durch Walzen erreicht wird. Diese Walzen sind Stellen mit einem Abstand zwischen ihnen, der durch die erforderliche Dicke des Ausgabeprodukts definiert wird. Da das Material durch diesen Spalt gezwungen wird, wird die hohe Kraft auch von den Walzen aufgebracht. Die Anzahl der Rollen hängt von der Krafteinwirkung ab.

Rollformen (warm)

• Warmwalzen ist ein Walzprozess (auch Warmumformen genannt), bei dem das Material über seine Rekristallisationstemperatur erhitzt wird, bevor es durch die Walzen geleitet wird.
• Formbarkeit und Duktilität nehmen zu, während Festigkeit und Härte abnehmen
• Oberflächengüte und Maßgenauigkeit sind schlecht
• Kraft- und Energiebedarf ist geringer als beim Kaltwalzen
• Reibung ist hoch

Rollformen (kalt)

• Kaltwalzen ist ein Walzprozess (auch als Kaltwalzen bekannt), bei dem das Material unter seine Rekristallisationstemperatur erhitzt wird, bevor es durch die Walzen geleitet wird.
• Formbarkeit und Duktilität nehmen ab, während Festigkeit und Härte zunehmen
• Oberflächengüte und Maßhaltigkeit sind ausgezeichnet
• Kraft- und Energiebedarf ist höher als beim Warmwalzen
• Reibung ist gering

Arten von Profiliermaschinen

• Duo-Walzwerke
• Quarto-Walzwerke
• Quarto-Walzwerke
• Cluster-Walzwerk
• Planetenwalzwerk
• Tandemwalzwerk

Blechumformverfahren und Anwendungen | Blechumformprozesse und Werkzeugkonstruktion | Blechwalzprozess | Blechumformverfahren und Anwendungen

Bei der Blechumformung wird das Material plastisch verformt und es erfolgt keine spanende Wirkung.

Die bei der Blechumformung aufgebrachte Kraft ist höher als die Streckgrenze, um die Verformung zu tragen, aber geringer als die Höchstspannung, da beim Umformprozess keine Schneidwirkung ausgeübt wird.

Verschiedene Arten von Blechumformverfahren | Arten der Blechumformung | Arten von Blechumformverfahren

• Beugung
• Tiefziehen der Tasse
• Scheren
• Dehnung
• Spinnen

Beugung

Streckformen | Arten des Streckformens

Es handelt sich um einen Blechumformprozess, bei dem das ausgewählte Blech über eine Matrize kontinuierlich gestreckt und gebogen wird, um die gewünschte Form zu erhalten. Es nimmt die Form der Matrize an.

Arten des Streckformens:

• Längsstreckformen
• Querstreckformen

Tiefziehen Metallumformungsprozess

Guerin-Prozess Metallumformung

Guerin-Prozess Metallumformung ist ein Teilprozess der Blechumformung. Bei diesem Verfahren wird das Blech mit Hilfe von Stanzen gestanzt, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Es ist eine einfache Formgebung von Blechen durch Stanzverfahren.

Metallpressumformprozess

Das Pressformen von Metall ist ein sehr einfacher Prozess, bei dem Blech mit Hilfe der Klammern gehalten und mit Hilfe von Matrize und Stanze geformt wird. Es ist das gleiche wie der Stempelprozess.

Drückprozess in der Metallumformung | Drückprozess in der Blechumformung

Dabei wird die Scheibe des Bleches als Rohprodukt verwendet. Es wird über die Spinnmaschine gegen den Dorn geklemmt. Die Blechscheibe wird mit Hilfe des Presswerkzeugs gegen den schnell rotierenden Dorn gedrückt. Die symmetrischen Objekte werden in diesem Verfahren hergestellt. Es kann auf der CNC-Maschine durchgeführt werden.

Rollformverfahren in Blech

Walzprofilieren in Blech ist ein Prozess, bei dem die erforderliche Form/Größe durch das Durchführen des Blechs durch Walzen erreicht wird. Diese Walzen werden mit einem Abstand zwischen ihnen platziert, der durch die erforderliche Dicke des Ausgabeprodukts definiert wird. Da das Material durch diesen Spalt gezwungen wird, wird die hohe Kraft auch von den Walzen aufgebracht. Die Anzahl der Rollen ist abhängig von der Krafteinleitung

Arten des Rollformens

• Duo-Walzwerke
• Quarto-Walzwerke
• Quarto-Walzwerke
• Cluster-Walzwerk
• Planetenwalzwerk
• Tandemwalzwerk

Fehler im Blechumformprozess

Mängel im Blech:

Falten: Die Faltenbildung an der Innenseite des tiefgezogenen Bauteils wird Falten genannt. Dies kann durch Aufbringen einer Blankhaltekraft entlang der Streifenplatte beseitigt werden.

Ohrfehler: Die am Flanschende des Tiefziehteils entstehende Faltung wird als Öhrungsfehler bezeichnet. Sie wird aufgrund von Umfangsdruckspannungen oder anisotropen Materialeigenschaften erzeugt. 

Es kann beseitigt werden, indem das Material nach dem Tiefziehvorgang durch einen Besäumprozess geschnitten wird. Die Menge an Materialbeschnitt fällt unter die Beschnittzugabe.

Kratzer: Bei einem Tiefziehprozess werden aufgrund der Reibung zwischen Bauteil und Matrize Kratzer erzeugt und die Oberflächenqualität reduziert. Es kann durch richtige Schmierung beseitigt werden.

Eckenriss oder Bruch: Eckenrisse oder Bruch werden am Boden der tiefgezogenen Bauteile aufgrund von Materialverdünnung und Spannungskonzentration erzeugt. 

Orangenschale: Beim Glühen des tiefgezogenen Bauteils oberhalb der Rekristallisationstemperatur ist zu beobachten, dass sich die Körner selbstständig aufweiten und grobe Korngrößen erzeugen. Welche eine Struktur wie Orangenschale hat. Daher wird sie als Orangenschale bezeichnet.

Vor- und Nachteile des Blechumformprozesses | Vorteile des Blechumformprozesses

Vorteil:

• Produktionsrate ist hoch
• Minimaler Abfall
• Gleichmäßige Dichte
• Einfacher Prozess
• Hohe Festigkeit
• Gute Oberflächenbeschaffenheit

Nachteil:

• Hohe Kraft erforderlich
• Schwermaschinen machine
• Automatisierung erforderlich
• Etwas schlecht in der Wartungsgenauigkeit

Fälschung

Schmieden ist ein Prozess, bei dem sich das Material plastisch verformt, um die gewünschte Form zu erhalten, indem eine hohe Druckkraft mit Hilfe von Hämmern ausgeübt wird. Die Druckkraft wird an einer bestimmten Stelle mehrmals aufgebracht, um das Endprodukt zu erhalten.

Beim Schmieden kommt meist ein Warmumformverfahren zum Einsatz.

Extrusion | Strangpress-Umformverfahren | Strangpressverfahren in der Metallumformung

Extrusionsarten:

1) Vorwärts-/Direktextrusion: Hydrostatische Extrusion.

2) Rückwärts/indirekte Extrusion: Fließpressen oder Hohlkammerextrusion.

Drahtziehen | Ziehmetallumformprozess

Zone 1: Verformungszone

Der Eintrittsdurchmesser der Zone entspricht dem Stabdurchmesser der Zone, während der Enddurchmesser dem Durchmesser des benötigten Drahtes entspricht. Daher findet in dieser Zone jede Verformung statt, die erforderlich ist, um den Stab in Draht umzuwandeln. Sie ist als Deformationszone bekannt. Der gesamte eingeschlossene Winkel der mit einem Stent versehenen Oberfläche der Deformationszone wird als Formwinkel oder Deformationswinkel bezeichnet.

Zone 2: Schmierzone

Diese Zone dient der Schmierstoffzufuhr, um die Reibung zu reduzieren und den Prozess reibungslos ablaufen zu lassen. Wenn die Schmierung nicht vorgesehen ist, wird die Oberfläche des Drahtes stumpf, rau und unangenehm.

Zone 3: Dimensionierungszone

Diese Zone wird nur verwendet, um die gleiche Last für einige Zeit aufrechtzuerhalten, um die elastische Verformung in eine dauerhafte plastische Verformung umzuwandeln.

Zone 4: Ausgangs- oder Sicherheitszone

Diese Zone dient zum Sammeln von Hochdruck- und Hochtemperaturschmierstoffen.

Stanzmetallumformprozess

Stanzen ist ein Prozess, bei dem der Stempel verwendet wird, um die Kraft auf das Werkstück auszuüben, um die erforderliche Leistung zu erzielen, und das Ergebnis kann je nach Material in Form von Schneid- / Scherwirkungen erfolgen. Es wird hauptsächlich verwendet, um Löcher in ein Metallblech zu bohren.

Fortschrittliche Umformprozesse | Fortschrittlicher Metallumformprozess

• Superplastische Umformung
• Elektroforming
• Bußgeld- und Bankbetrieb
• Hydroforming
• Laserformen
• Pulvermetallumformprozess

Pulvermetallumformprozess

Power Metal Forming ist ein Prozess, bei dem das Rohmaterial in Pulverform vorliegt und für die gewünschte Zusammensetzung des Ausgangsprodukts gut gemischt wird. Das Pulver wird in die Matrize gedrückt und mit dem Stempel wird die Kraft aufgebracht und eine Zeit lang gehalten. Um die Dichte des Produkts zu erhöhen, wird auch die Wärmeanwendung eingeführt. Es wird zur Herstellung von selbstschmierenden Lagern verwendet.

Stanzen Metallumformungsprozess

Stanzen ist ein spezialisierter Präzisions-Umformprozess, der Kaltextrusion und fortschrittliche Stanztechniken umfasst. Es liefert saubere Produkte mit guter Maßgenauigkeit, aber die Kosten sind sehr hoch.

Wird hauptsächlich zur Herstellung von Automobil- und Elektronikteilen verwendet

Kunststoffarten zum Vakuumformen

• Acrylnitril-Butadien-Styrol
• Acryl – Plexiglas
• Co-Polyester
• Polystyrol
• Polycarbonat
• Polypropylen
• Polyethylen

FAQ'S

Was sind die verschiedenen Umformverfahren | Arten von Umformverfahren | Was sind die verschiedenen Formen der Umformung | Prozessbeispiel Metallumformung

1) Massivumformung: 

• Fälschung
• Wenden
• Extrusion 
• Drahtumformung

2) Blechumformung

• Beugung
• Tiefziehen der Tasse
• Scheren
• Dehnung
• Spinnen

3) Fortgeschrittene Metallumformung

• Superplastische Umformung
• Elektroforming
• Bußgeld- und Bankbetrieb
• Hydroforming
• Laserformen
• Pulvermetallumformprozess

Blechumformprozess

• Beugung
• Tiefziehen der Tasse
• Scheren
• Dehnung
• Spinnen

Warmumformverfahren

• Wenn am Material bei einer Temperatur über der Rekristallisationstemperatur gearbeitet wird, fällt diese Arbeit in die Kategorie der Warmumformung.
• Der Kraft- und Energieaufwand bei der Warmumformung ist geringer.
• Die Genauigkeit bleibt bei der Warmumformung im Vergleich zu anderen gering.
• Eigenschaften wie Festigkeit und Härte nehmen ab, während Eigenschaften wie Formbarkeit und Duktilität zunehmen.
• Die Reibung beim Warmumformen ist hoch.

Umformprozess in der Automobilindustrie

Die Blechumformung wird hauptsächlich in der Automobilindustrie verwendet.

Was sind die Fehler im Metallumformprozess?

Rollende Mängel:

Verbreitung: Beim Walzen, wenn das Material über die Breite verteilt wird, wird ein solcher Fehler als Spreizen bezeichnet. Im Allgemeinen, wenn die Dicke des Bandes sehr hoch und die Breite geringer ist, wird das Material entlang der Breitenrichtung verteilt

Alligatorisch: Aufgrund der übermäßigen Scherung entlang einer Scherebene eines Rohmaterialstreifens bricht er manchmal von der Mitte aus und erzeugt eine ähnliche Struktur wie die Mündung des Alligators. Daher wird es als Alligatordefekt bezeichnet.

Welligkeit: Aufgrund der anisotropen Eigenschaft des technischen Materials erzeugte eine Welligkeit I auf den gewalzten Bauteilen, ein solcher Fehler wird als Welligkeitsfehler bezeichnet.

Extrusionsfehler:

Bambus Defekte: weicher Riss entlang der Oberfläche des Bauteils.

Fischschwanz: Tritt auf, wenn das Heißfließpressen mit Verunreinigungen im Knüppel durchgeführt wird. Es wird auch als Pipping-Defekt bezeichnet. Es erzeugt ein Senkloch am Ende des Knüppels.

Center-Burst: Center Burst sind die im Produkt vorhandenen internen Risse. 

Blechumformfehler:

Falten: die Faltenbildung an der Innenseite des tiefgezogenen Bauteils wird Falten genannt. Dies kann durch Aufbringen einer Platinenhaltekraft entlang der Streifenplatte beseitigt werden.

Ohrfehler: Die am Flanschende des Tiefziehteils erzeugte Faltung wird als Öhrungsfehler bezeichnet. Sie wird aufgrund von Umfangsdruckspannungen oder anisotropen Materialeigenschaften erzeugt. Es kann beseitigt werden, indem das Material nach dem Tiefziehvorgang durch einen Besäumprozess geschnitten wird. Die Menge an Materialbeschnitt fällt unter die Beschnittzugabe.

Kratzer: Bei einem Tiefziehprozess werden aufgrund der Reibung zwischen Bauteil und Matrize Kratzer erzeugt und die Oberflächenqualität reduziert. Es kann durch richtige Schmierung beseitigt werden.

Eckenriss oder Bruch: Durch Materialverdünnung und Spannungskonzentration entstehen an der Unterseite der tiefgezogenen Bauteile Eckenrisse oder -brüche. 

Orangenschale: Beim Glühen des tiefgezogenen Bauteils oberhalb der Rekristallisationstemperatur ist zu beobachten, dass sich die Körner selbstständig aufweiten und grobe Korngrößen erzeugen. Welche eine Struktur wie Orangenschale hat. Daher wird sie als Orangenschale bezeichnet.

Wird das plattenschlagende Metallumformungsverfahren heute noch verwendet?

Ja, Panel-Beating wird noch heute täglich verwendet. Meist in kleinen Autowerkstätten, um das beschädigte Teil zu bergen.

Welche Faktoren beeinflussen die Umformbarkeit bei der Metallumformung

Eigenschaften wie Duktilität, Formbarkeit und Umformbarkeit sind bei der Metallumformung wichtig.

Gibt es einen Unterschied zwischen Blechbearbeitungsprozess und Blechumformprozess?

Ja, bei der Blechbearbeitung wird neben der Umformung auch das Schneiden/Scheren verwendet, aber bei der Blechumformung wird das Blech nicht geschnitten. Die Blechumformung ist ein Teilbereich der Metallbearbeitung.

Was ist der Unterschied zwischen Umform- und Umformprozessen

Umformen ist der Prozess, bei dem der Knüppel umgewandelt wird und unter Anwendung von Druckkraft in eine bestimmte Form gebracht wird. Die Lautstärkeänderungen sind vernachlässigbar.

Formgebung ist die Prozess, bei dem das Material geschnitten und bearbeitet wird um das gewünschte Ausgabeprodukt zu erhalten. Mit den scharfen Schneidwerkzeugen wird das Material bearbeitet. Die Volumenänderung findet statt.

Was sind einige häufige Verwendungen für Blech?

Im Automobil, Flugzeugbespannung.

In Haushaltsgeräten: Bügeleisenabdeckung, Waschmaschinenkörper, Lüfterflügel, Kochutensilien usw.

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