VERFAHREN UND ANLAGE ZUR HERSTELLUNG EINES BAUTEILS AUS MAGNESIUMBLECH

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus Magnesiumblech durch Umformen eines Halbzeuges aus Magnesiumblech, insbesondere eines Halbzeuges in Form einer Magnesiumblechplatine, bei dem das Halbzeug vor dem Umformen auf eine erhöhte Temperatur, vorzugsweise auf eine Temperatur von mindestens 200°C erwärmt und in einem einen Stempel und eine Matrize aufweisenden Umformwerkzeug umgeformt wird, wobei zum Umformen des erwärmten Halbzeuges ein ohne interne Wärmequelle ausgeführtes Umformwerkzeug verwendet wird, und wobei das erwärmte Halbzeug ohne direkten Kontakt mit dem Stempel und der Matrize in dem Umformwerkzeug platziert wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Anlage zur Herstellung eines Bauteils aus Magnesiumblech.

[0002] Aufgrund der hexagonalen Gitterstruktur des Magnesiums lassen sich Magnesiumbleche bei Raumtemperatur nur schlecht umformen. Insbesondere Bauteile aus Magnesiumblech, die eine komplexe dreidimensionale Form aufweisen sollen, müssen zur Vermeidung von Rissen warm umgeformt werden. Generell werden Magnesiumplatinen im erwärmten Zustand unter Einsatz von temperierten Werkzeugen umgeformt. Im Stand der Technik sind verschiedene Ausgestaltungen von temperierten Werkzeugen zur Umformung von Magnesiumblechen bekannt. Zum Beispiel ist aus der koreanischen Patentanmeldung 10 2006 00 57 901 A eine Presse zum Warmumformen von Magnesiumblech bekannt, die mit einer elektrischen Widerstandsheizvorrichtung ausgestattet ist. Die Widerstandsheizvorrichtung ist dabei in einem oberen Werkzeugteil (Matrize) und in einem zugeordneten Blechhalter integriert.

[0003] Temperierte Umformwerkzeuge erfordern im Vergleich zu in der Kaltumformung verwendeten konventionellen Werkzeugen einen höheren technischen Aufwand und damit höhere Investitionen sowie höhere Betriebskosten. Hierdurch werden die Kosten von Bauteilen aus Magnesium negativ beeinflusst.

[0004] Des Weiteren ist aus der WO 03/076096 A1 eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Erwärmung von formbaren Metallen, insbesondere von Magnesiumlegierungen, bekannt. Diese Vorrichtung besteht aus einer Heizeinheit, in der ober- und unterhalb eines Metallwerkstückes wärmeleitende Platten angeordnet sind. Sobald das Metallwerkstück über Transfervorrichtungen zwischen die Heizplatten geführt worden ist, werden die Heizplatten auf das Metallwerkstück gedrückt, um dieses aufzuheizen. Nach dem Aufheizen wird das Metallwerkstück in eine Umformmaschine transferiert und dort umgeformt.

[0005] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Anlage zur Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils aus Magnesiumblech anzugeben, die geringe Bauteilkosten ermöglichen.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch eine Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.

[0007] Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass und der Halbzeughalter als aktiver Blechhalter ausgeführt ist und oberhalb des der Matrize zugeordneten Stempels positioniert wird, und dass das erwärmte, auf dem Halbzeughalter platzierte Halbzeug anschließend mit einer Umformgeschwindigkeit im Bereich von 15 mm/s bis 500 mm/s umgeformt wird.

[0008] Die erfindungsgemäße Anlage ist dementsprechend dadurch gekennzeichnet, dass der Halbzeughalter als aktiver Blechhalter ausgebildet ist, der oberhalb des Stempels positionierbar ist und auf dem das erwärmte Halbzeug ohne direkten Kontakt mit dem Stempel und der Matrize im Umformwerkzeug platzierbar ist, und dass das Umformwerkzeug einen Antrieb aufweist,
der eine Schließgeschwindigkeit von Stempel und Matrize im Bereich von 15 mm/s bis 500 mm/s bewirkt.

[0009] Durch die vorliegende Erfindung entfällt der zusätzliche Aufwand, der durch die Temperierung des Umformwerkzeug mittels einer internen Wärmequelle verursacht wird. Die Erfindung sieht die Verarbeitung eines erwärmten Magnesiumhalbzeuges in einem Umformwerkzeug ohne interne Wärmequelle vor. Dadurch lassen sich die Werkzeug- und Betriebskosten und somit letztlich die Bauteilkosten erheblich verringern. Insbesondere bei der Herstellung von Bauteilen in relativ geringen Stückzahlen lässt sich durch die Verringerung der Werkzeugkosten ein wesentlicher Beitrag zur Wirtschaftlichkeit des Bauteils erzielen.

[0010] Durch Versuche konnten die Erfinder belegen, dass sich ein dreidimensional geformtes Bauteil aus einer zum Beispiel auf 250°C erwärmten Magnesiumplatine in einem nicht temperierten Umformwerkzeug rissfrei herstellen lässt, wenn zu hohe Temperaturverluste vor dem eigentlichen Umformprozess vermieden werden, indem ein direktes Ablegen der erwärmten Platine auf dem Stempel bzw. der Matrize beim Platzieren (Einlegen) der Platine im Umformwerkzeug verhindert wird, und die anschließende Umformung mit relativ hoher Umformgeschwindigkeit (15 500 mm/s) stattfindet.

[0011] Die mittlere Abkühlgeschwindigkeit für ein 2,00 mm dickes Magnesiumblech, das auf eine Temperatur im Bereich von 200°C bis 250°C erwärmt ist, beträgt beispielsweise an Luft bei Raumtemperatur von 20°C zwischen 2 und 12 K/s. Durch diesen relativ geringen Temperaturverlust kann bei einem geeigneten Transfersystem sichergestellt werden, dass das erwärmte Halbzeug bzw. die erwärmte Platine eine ausreichend hohe Starttemperatur vor der Umformung aufweist, um ein fehlerfreies, insbesondere rissfreies Bauteil bei gegebenen Umformgraden zu ermöglichen.

[0012] Durch den erfindungsgemäßen Einsatz eines nicht temperierten Werkzeuges zur Umformung von erwärmten Magnesiumplatinen ergeben sich zudem positive Effekte hinsichtlich der Maßhaltigkeit und des Handlings der so hergestellten Bauteile. Denn aufgrund der deutlich verringerten Temperatur, die das Bauteil bei seiner Entnahme aus dem nicht temperierten Umformwerkzeug besitzt, ist das Bauteil im Vergleich zu einem in einem temperierten Werkzeug hergestellten Bauteil formstabiler und damit weniger anfällig für ungewollte Verformungen bei seiner Entnahme aus dem Umformwerkzeug und beim anschließenden Handling, was sich günstig auf die Maßhaltigkeit des Bauteils auswirkt. Des Weiteren lassen sich die erfindungsgemäß hergestellten Bauteile aufgrund ihrer deutlich verringerten Temperatur, die sie bei ihrer Entnahme aus dem nicht temperierten Umformwerkzeug besitzen, einfacher handhaben. Hier können konventionelle Transfersysteme zum Einsatz kommen, die nicht temperaturstabil sind bzw. eine vergleichsweise geringe Temperaturstabilität besitzen.

[0013] In diesem Zusammenhang sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, dass als Umformwerkzeug ein Umformwerkzeug verwendet wird, dessen Stempel und/oder Matrize eine aktive Kühleinrichtung aufweisen. Hierdurch kann die Entnahmetemperatur des Bauteils schneller gesenkt, die Maßhaltigkeit des Bauteils weiter verbessert sowie das Handling des Bauteils weiter vereinfacht werden. Diese aktive Kühlung des Stempels und/oder der Matrize ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn vergleichsweise hohe Stückzahlen in einer vorgegebenen Zeit umgeformt werden sollen, d.h. wenn die gewünschte Umformleistung relativ hoch sein soll. Allerdings kann auch ein Aufheizen des Umformwerkzeuges aufgrund des erwärmten Halbzeuges während der Produktion toleriert werden, wenn sich dadurch keine negativen Auswirkungen auf die Maßhaltigkeit des fertigen Bauteils ergeben.

[0014] Erfindungsgemäß wird das erwärmte Magnesiumblechhalbzeug nicht direkt auf dem Stempel bzw. der Matrize abgelegt, sondern das erwärmte Halbzeug wird auf einem dem Umformwerkzeug zugeordneten Halbzeughalter platziert, so dass der wesentliche Flächenbereich des erwärmten Halbzeuges vor dem eigentlichen Umformprozess zwischen Stempel und Matrize und beabstandet von diesen freitragend in der Umgebungsatmosphäre angeordnet ist. Die Umgebungsatmosphäre, vorzugsweise Umgebungsluft, wirkt dabei als Wärmeisolator. Dadurch wird sichergestellt, dass das erwärmte Halbzeug vor dem eigentlichen Umformprozess nur eine sehr geringe Abkühlung erfährt. Der Halbzeughalter ist dabei erfindungsgemäß als aktiver Blechhalter ausgeführt, der oberhalb eines der Matrize zugeordneten Stempels positioniert wird.

[0015] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass als Halbzeughalter ein Halbzeughalter verwendet wird, dessen das erwärmte Halbzeug berührender Oberflächenbereich eine poröse oder Vertiefungen aufweisende Oberflächenstruktur aufweist. Dadurch wird der durch Wärmeleitung von dem erwärmten Halbzeug auf den Halbzeughalter bedingte Wärme- bzw. Temperaturverlust des erwärmten Halbzeuges verringert.

[0016] Zusätzlich oder alternativ sieht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, dass als Halbzeughalter ein Halbzeughalter verwendet wird, dessen das erwärmte Halbzeug berührender Oberflächenbereich aus einem Werkstoff gebildet oder mit einer Beschichtung ist, der/die eine Wärmeleitfähigkeit von maximal 20 W/mK bei 30°C bis 100°C Umgebungstemperatur aufweist. Auch dadurch lässt sich der durch Wärmeleitung von dem erwärmten Halbzeug auf den Halbzeughalter bedingte Wärme- bzw. Temperaturverlust verringern.

[0017] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass als Matrize eine Matrize verwendet wird, in deren dem umzuformenden, erwärmten Halbzeug zugewandeten Formfläche Vertiefungen ausgebildet sind, die eine Reduzierung der dem erwärmten Halbzeug zugewandten Kontaktfläche bewirken. Die Vertiefungen bzw. die darin enthaltene Luft wirkt wärmeisolierend, so dass sich auf diese Weise der Wärme- bzw. Temperaturverlust des erwärmten Halbzeuges reduzieren lässt.

[0018] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Halbzeug mittels einer mit einer konduktiven Wärmequelle ausgestatteten Transfervorrichtung unmittelbar in das Umformwerkzeug transportiert wird. Dadurch kann dem umzuformenden Halbzeug eine ausreichend hohe Starttemperatur vor der Umformung gegeben und zugleich der Temperaturverlust des Halbzeuges vor der Umformung minimiert werden.

[0019] Durch den Einsatz eines nicht temperierten Umformwerkzeuges ist auch ein kostengünstiger integrierter Bauteilbeschnitt bei der Umformung des aus Magnesiumblech bestehenden Halbzeuges denkbar. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dementsprechend dadurch gekennzeichnet, dass das Halbzeug beim Umformen zugleich mit mindestens einem im Umformwerkzeug integrierten Schneidelement beschnitten wird.

[0020] Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anlage sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0021] Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer mehrere Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen schematisch:

Fig. 1

eine Anlage bzw. Prozesslinie zur Herstellung von dreidimensional geformten Bauteilen aus Magnesiumhalbzeugen;

Fig. 2

ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Prozesslinie zur Herstellung von dreidimensional geformten Bauteilen aus Magnesiumhalbzeugen; und

Fig. 3

ein erfindungsgemäßes Umformwerkzeug in Vertikalschnittansicht.

[0022] Die in Fig. 1 dargestellte Anlage umfasst im Wesentlichen eine Vorrichtung 1 zum Erwärmen eines Halbzeuges 2 aus Magnesiumblech und ein Umformwerkzeug 3 ohne interne Wärmequelle zum Umformen des erwärmten Halbzeuges 2. Das umzuformende Halbzeug 2 kann beispielsweise in Form einer Magnesiumblechplatine vorliegen.

[0023] Die Vorrichtung 1 zum Erwärmen des Halbzeuges 2 ist hier als Durchlaufofen, vorzugsweise als Rollenherdofen ausgeführt. Der Durchlaufofen bzw. Rollenherdofen 1 ist mit Induktoren, Heizstrahlern, Heißluftbrennern und/oder Rekuperatorbrennern ausgestattet. Auch der Einsatz von Infrarotstrahlern zur Erwärmung der umzuformenden Halbzeuge 2 ist denkbar.

[0024] In dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden umzuformende Magnesiumblechplatinen 2 von einem Förderband oder einem Vorratsstapel 4 entnommen und in dem Durchlaufofen 1 auf eine erhöhte Temperatur erwärmt, die so gewählt wird, dass die Werkstücktemperatur am Ende der Umformung im Wesentlichen noch oberhalb von 180°C bis 220°C liegt. Hierzu wird die umzuformende Magnesiumblechplatine bzw. das Halbzeug 2 beispielsweise auf eine Temperatur im Bereich von 230°C und 260°C erwärmt.

[0025] Das erwärmte Halbzeug 2 wird dann mittels einer Transfervorrichtung 5, vorzugsweise eines Roboters im Bereich des Auslasses des Durchlaufofens ergriffen in das Umformwerkzeug 3 ohne direkten Kontakt mit dem Stempel 3.1 und der Matrize 3.2 eingelegt. Hierzu ist das Umformwerkzeug 3 mit einem Halbzeughalter (Blechhalter) 3.3 versehen, der im geöffneten Zustand des Umformwerkzeuges 3 oberhalb des Stempelkopfes positioniert wird, so dass das darauf abgelegte Halbzeug 2 weder den Stempel 3.1 noch die Matrize 3.2 berührt. In Fig. 1 ist zu erkennen, dass die im Umformwerkzeug platzierte Platine 2 zunächst auf dem Halbzeughalter 3.3 abgelegt ist und dabei sowohl gegenüber dem Stempel 3.1 als auch gegenüber der Matrize 3.2 mit Abstand angeordnet ist. Dadurch wird zu schnelles Abkühlen der erwärmten Magnesiumplatine 2 verhindert.

[0026] Sodann wird das Werkzeug 3 geschlossen, um das erwärmte Halbzeug in eine durch den Stempel 3.1 und die Matrize 3.2 vorgegebene Form umzuformen. Die Umformung erfolgt mit relativ hoher Umformgeschwindigkeit, so dass der Temperaturverlust des erwärmten Werkstückes (Halbzeuges) 2 während der Umformung ebenfalls gering gehalten wird. Zur Erzielung einer entsprechend hohen Umformgeschwindigkeit weist das Umformwerkzeug 3 einen Antrieb (nicht gezeigt) auf, der eine Schließgeschwindigkeit von Stempel 3.1 und Matrize 3.2 im Bereich von 15 mm/s bis 500 mm/s bewirkt.

[0027] Das so hergestellte Bauteil 2' wird nach Öffnen des Umformwerkzeuges 3 mittels einer geeigneten Transfervorrichtung 6, vorzugsweise einem Roboter aus dem Umformwerkzeug 3 entnommen und gegebenenfalls auf einem Transportmittel, beispielsweise einer Transportpalette oder dergleichen abgelegt bzw. gestapelt.

[0028] Falls der Temperaturverlust für die jeweilige Bauteilgeometrie bzw. den jeweiligen Umformungsgrad aufgrund des Einsatzes konventioneller Werkzeugstähle zu hoch sein sollte, kann das Werkzeug 3 zumindest in Teilbereichen aus Werkstoffen mit geringerer Wärmeleitfähigkeit bestehen und/oder eine Beschichtung aufweisen, die eine geringe Wärmeleitfähigkeit besitzt. Neben Keramiken können auch spezielle Werkzeugstähle diese Anforderungen erfüllen. Beispielsweise können der Stempel 3.1 und/oder die Matrize 3.2 des Umformwerkzeuges 3 zumindest in Teilbereichen aus einem Werkstoff gebildet sein, der eine Wärmeleitfähigkeit von maximal 20 W/mK bei 30°C bis 100°C Umgebungstemperatur aufweist. Alternativ kann die Reduzierung der Wärmeleitfähigkeit auch mit einer geeigneten Beschichtung erfolgen.

[0029] Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage besteht darin, dass der das erwärmte Halbzeug 2 berührende Oberflächenbereich 3.31 des Halbzeughalters 3.3 eine poröse oder Vertiefungen 3.32 aufweisende Oberflächenstruktur aufweist. Dadurch wird der Temperaturverlust des erwärmten Halbzeugs 2 weiter verringert. Zusätzlich oder alternativ ist vorgesehen, dass der das erwärmte Halbzeug 2 berührende Oberflächenbereich 3.31 des Halbzeughalters 3.3 aus einem Werkstoff gefertigt ist, der eine relativ geringe Wärmeleitfähigkeit besitzt, bzw. mit einem solchen Werkstoff beschichtet ist. Die Wärmeleitfähigkeit des für den Halbzeughalter 3.3 verwendeten Werkstoffs bzw. einer für den Halbzeughalter 3.3 verwendeten Beschichtung beträgt vorzugsweise maximal 20 W/mK bei 30°C bis 100°C Umgebungstemperatur.

[0030] Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellung eines dreidimensional geformten Bauteils 2' aus Magnesiumblech. Diese Anlage unterscheidet sich von der Anlage gemäß Fig. 1 dadurch, dass die Erwärmung einer umzuformenden Magnesiumblechplatine 2 nicht in einem Durchlaufofen, sondern in bzw. mit einer roboterartigen Transfervorrichtung 5' durchgeführt wird. Die Transfervorrichtung 5' ist hierzu mit einer Heizeinrichtung bzw. konduktiven Wärmequelle 5.1 ausgestattet, so dass die Erwärmung des Magnesiumblechs 2 während dessen Transports von einem Vorratsstapel 4 oder eines Förderbandes in das Umformwerkzeug 3 erfolgt. Die konduktive Wärmequelle bzw. Heizeinrichtung 5.1 ist dabei insbesondere in Greif- oder Halteelementen der Transfervorrichtung 5' integriert, mit denen das Magnesiumblech (Halbzeug) 2 ergriffen bzw. zum Umformwerkzeug 3 transportiert und dort abgelegt wird.

[0031] Das Umformwerkzeug 3 der in Fig. 2 dargestellten Anlage ist entsprechend dem Umformwerkzeug 3 der Anlage gemäß Fig. 1 ausgebildet, so dass insoweit zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung der Fig. 1 verwiesen wird.

[0032] Bei den in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellten Anlagen handelt es sich um im Wesentlichen kontinuierlich arbeitende Prozesslinien. Nicht dargestellt ist, dass auch eine Abarbeitung vom Coil möglich ist, d.h. dass von einem Coil das Material abgehaspelt wird und je nach bestehender Prozesslinie entweder Rechteckplatinen abgelängt werden, beispielsweise wenn ein Beschnitt während oder nach dem Umformen erfolgt, oder Formzuschnitte, deren Konturenden Sollmaßen des fertigen Bauteils im Wesentlichen entsprechen.

[0033] In Fig. 3 ist ein erfindungsgemäßes Umformwerkzeug 3 schematisch in Vertikalschnittansicht gezeigt, das beispielsweise in der Anlage gemäß Fig. 1 oder 2 zum Einsatz kommen kann. Das im geöffneten Zustand gezeigte Umformwerkzeug weist wiederum einen Stempel 3.1 und eine Matrize 3.2 zum Umformen einer Magnesiumblechplatine 2 auf. Das Umförmwerkzeug 3 enthält keine interne Wärmequelle. Es ist mit einem Halbzeughalter (Platinenhalter) 3.3 versehen, auf dem die erwärmte Platine 2 ohne direkten Kontakt mit dem Stempel 3.1 und der Matrize 3.2 platzierbar ist. Der als Ablagefläche für die erwärmte Platine 2 dienende Oberflächenbereich 3.31 des Halbzeughalter 3.3 befindet sich im geöffneten Bestückungszustand des Umformwerkzeuges 3 zunächst oberhalb des Stempels 3.1. Der Oberflächenbereich 3.31 des Halbzeughalters 3.3 weist eine mit nutförmigen Ausnehmungen oder Vertiefungen 3.32 versehene Oberflächenstruktur auf. Des Weiteren sind auch in der Oberfläche der den Stempelkopf aufnehmenden Mulde der Matrize 3.2 Ausnehmungen oder Vertiefungen 3.21 ausgebildet. Die Ausnehmungen bzw. Vertiefungen 3.32 und 3.21 definieren Luftspalte bzw. Luftkanäle, die wärmeisolierend wirken und somit einen schnellen Wärme- bzw. Temperaturverlust der erwärmten Platine 2 verhindern. Die der Platine 2 zugewandte Oberfläche des Stempels 3.1, der zum Umformen der Platine 2 in die Mulde der Matrize 3.2 eingefahren wird, enthält dagegen keine Luftkanäle bildenden Vertiefungen, da diese Stempeloberfläche hier die eigentliche formgebende Oberfläche des Umformwerkzeuges 3 darstellt.

[0034] Um bei höheren Stückzahlen von aus Magnesiumblech herzustellen Bauteilen 2' die Temperatur des jeweiligen aus dem Umformwerkzeug 3 zu entnehmenden Bauteils 2' gering zu halten, können der Stempel 3.1 und/oder die Matrize 3.2 auch mit einer aktiven Kühlung (nicht gezeigt) ausgerüstet sein. Eine solche Kühlung kann beispielsweise durch eine Kronenbauweise und/oder durch Kühlkanäle in dem Stempel 3.1 und/oder der Matrize 3.2 integriert sein.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils (2') aus Magnesiumblech durch Umformen eines Halbzeuges (2) aus Magnesiumblech, insbesondere eines Halbzeuges in Form einer Magnesiumblechplatine, bei dem das Halbzeug (2) vor dem Umformen auf eine erhöhte Temperatur, vorzugsweise eine Temperatur von mindestens 200°C erwärmt und in einem einen Stempel (3.1) und eine Matrize (3.2) aufweisenden Umformwerkzeug (3) umgeformt wird, wobei zum Umformen des erwärmten Halbzeuges (2) ein ohne interne Wärmequelle ausgeführtes Umformwerkzeug (3) verwendet wird, und wobei das erwärmte Halbzeug (2) ohne direkten Kontakt mit dem Stempel (3.1) und der Matrize (3.2) auf einem dem Umformwerkzeug (3) zugeordneten Halbzeughalter (3.3) platziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbzeughalter (3.3) als aktiver Blechhalter ausgeführt ist und oberhalb des der Matrize (3.2) zugeordneten Stempels (3.1) positioniert wird, und dass das erwärmte, auf dem Halbzeughalter (3.3) platzierte Halbzeug (2) anschließend mit einer Umformgeschwindigkeit im Bereich von 15 mm/s bis 500 mm/s umgeformt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Halbzeughalter ein Halbzeughalter (3.3) verwendet wird, dessen das erwärmte Halbzeug berührender Oberflächenbereich (3.31) eine poröse oder Vertiefungen (3.32) aufweisende Oberflächenstruktur aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Halbzeughalter ein Halbzeughalter (3.3) verwendet wird, dessen das erwärmte Halbzeug (2) berührender Oberflächenbereich (3.31) aus einem Werkstoff gebildet oder mit einer Beschichtung versehen ist, der/die eine Wärmeleitfähigkeit von maximal 20 W/mK bei 30°C bis 100°C Umgebungstemperatur aufweist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Matrize eine Matrize (3.2) verwendet wird, in deren dem umzuformenden, erwärmten Halbzeug (2) zugewandten Formfläche Vertiefungen (3.21) ausgebildet sind, die eine Reduzierung der dem erwärmten Halbzeug (2) zugewandten Kontaktfläche bewirken.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Umformwerkzeug ein Umformwerkzeug (3) verwendet wird, dessen Stempel (3.1) und/oder Matrize (3.2) eine aktive Kühleinrichtung aufweisen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbzeug (2) mittels einer mit einer konduktiven Wärmequelle (5.1) ausgestatteten Transfervorrichtung (5') unmittelbar in das Umformwerkzeug (3) transportiert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbzeug (2) beim Umformen zugleich mit mindestens einem im Umformwerkzeug (3) integrierten Schneidelement beschnitten wird.

8. Anlage zur Herstellung eines Bauteils (2') aus Magnesiumblech mit einem einen Stempel (3.1) und eine Matrize (3.2) aufweisenden Umformwerkzeug (3) zum Umformen eines Halbzeuges (2) aus Magnesiumblech, insbesondere eines Halbzeuges in Form einer Magnesiumblechplatine, wobei das Umformwerkzeug (3) ohne interne Wärmequelle ausgeführt ist, und mit einer Vorrichtung (1, 5.1) zum Erwärmen des Halbzeugs (2) vor dem Umformen auf eine erhöhte Temperatur, vorzugsweise auf eine Temperatur von mindestens 200°C, wobei das Umformwerkzeug (3) mit einem Halbzeughalter (3.3) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbzeughalter (3.3) als aktiver Blechhalter ausgebildet ist, der oberhalb des Stempels (3.1) positionierbar und auf dem das erwärmte Halbzeug (2) ohne direkten Kontakt mit dem Stempel (3.1) und der Matrize (3.2) im Umformwerkzeug (3) platzierbar ist, und dass das Umformwerkzeug (3) einen Antrieb aufweist, der eine Schließgeschwindigkeit von Stempel und Matrize im Bereich von 15 mm/s bis 500 mm/s bewirkt.

9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der das erwärmte Halbzeug (2) berührende Oberflächenbereich (3.31) des Halbzeughalters (3.3) eine poröse oder Vertiefungen (3.32) aufweisende Oberflächenstruktur aufweist.

10. Anlage nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der das erwärmte Halbzeug (2) berührende Oberflächenbereich (3.31) des Halbzeughalters (3.3) aus einem Werkstoff gebildet oder mit einer Beschichtung versehen ist, der/die eine Wärmeleitfähigkeit von maximal 20 W/mK bei 30°C bis 100°C Umgebungstemperatur aufweist.

11. Anlage nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (3.1) und/oder die Matrize (3.2) des Umformwerkzeuges (3) zumindest in Teilbereichen aus einem Werkstoff gebildet oder mit einer Beschichtung versehen ist, der/die eine Wärmeleitfähigkeit von maximal 20 W/mK bei 30°C bis 100°C Umgebungstemperatur aufweist.

12. Anlage nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (3.1) und/oder die Matrize (3.2) des Umformwerkzeuges (3) eine aktive Kühleinrichtung aufweisen.

13. Anlage nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem Umformwerkzeug (3) eine mit einer konduktiven Wärmequelle (5.1) ausgestattete Transfervorrichtung (5') zugeordnet ist, mit der das umzuformende Halbzeug (2) unmittelbar auf den Halbzeughalter (3.3) platzierbar ist.

14. Anlage nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der Matrize (3.2) Vertiefungen (3.21) ausgebildet sind, die eine Reduzierung der dem erwärmten Halbzeug (2) zugewandten Kontaktfläche bewirken.

15. Anlage nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformwerkzeug (3) mit mindestens einem Schneidelement versehen ist.

Claims

1. Method for producing a component (2') from sheet magnesium by forming a semi-finished product (2) made of sheet magnesium, in particular a semi-finished product in the form of a sheet magnesium blank, in which the semi-finished product (2) is heated to an elevated temperature, preferably to a temperature of at least 200 °C, prior to the forming and is formed in a forming tool (3) comprising a punch (3.1) and a die (3.2), a forming tool (3) designed without an internal heat source being used for forming the heated semi-finished product (2), and the heated semi-finished product (2) being placed on a semi-finished product holder (3.3) associated with the forming tool (3) without direct contact with the punch (3.1) and the die (3.2), characterised in that the semi-finished product holder (3.3) is designed as an active sheet holder and is positioned above the punch (3.1) associated with the die (3.2), and in that the heated semi-finished product (2) placed on the semi-finished product holder (3.3) is then formed at a forming speed in the range of 15 mm/s to 500 mm/s.

2. Method according to claim 1, characterised in that, as a semi-finished product holder, a semi-finished product holder (3.3) is used, the surface region (3.31) of which touching the heated semi-finished product has a surface structure which is porous or comprises indentations (3.32).

3. Method according to either claim 1 or claim 2, characterised in that, as a semi-finished product holder, a semi-finished product holder (3.3) is used, the surface region (3.31) of which touching the heated semi-finished product (2) is made of a material, or is provided with a coating, which has a thermal conductivity of at most 20 W/mK at 30 °C to 100 °C ambient temperature.

4. Method according to any of claims 1 to 3, characterised in that, as a die, a die (3.2) is used which has, in its forming face which faces the heated semi-finished product (2) to be formed, indentations (3.21) which bring about a reduction of the contact face which faces the heated semi-finished product (2).

5. Method according to any of claims 1 to 4, characterised in that, as a forming tool, a forming tool (3) is used in which the punch (3.1) and/or die (3.2) comprise an active cooling apparatus.

6. Method according to any of claims 1 to 5, characterised in that the semi-finished product (2) is transported directly into the forming tool (3) by means of a transfer device (5') which is provided with a conductive heat source (5.1).

7. Method according to any of claims 1 to 6, characterised in that, during the forming, the semi-finished product (2) is simultaneously trimmed by means of at least one cutting member integrated in the forming tool (3).

8. Installation for producing a component (2') from sheet magnesium, comprising a forming tool (3), which comprises a punch (3.1) and a die (3.2), for forming a semi-finished product (2) made of sheet magnesium, in particular a semi-finished product in the form of a sheet magnesium blank, the forming tool (3) being designed without an internal heat source, and comprising a device (1, 5.1) for heating the semi-finished product (2) to an elevated temperature, preferably to a temperature of at least 200 °C, prior to the forming, the forming tool (3) being provided with a semi-finished product holder (3.3), characterised in that the semi-finished product holder (3.3) is designed as an active sheet holder which can be positioned above the punch (3.1) and on which the heated semi-finished product (2) can be placed in the forming tool (3) without direct contact with the punch (3.1) and the die (3.2), and in that the forming tool (3) comprises a drive which brings about a closing speed of the punch and the die in the range of 15 mm/s to 500 mm/s.

9. Installation according to claim 8, characterised in that the surface region (3.31) of the semi-finished product holder (3.3), which surface region touches the heated semi-finished product (2), has a surface structure which is porous or comprises indentations (3.32).

10. Installation according to either claim 8 or claim 9, characterised in that the surface region (3.31) of the semi-finished product holder (3.3), which surface region touches the heated semi-finished product (2), is made of a material, or is provided with a coating, which has a thermal conductivity of at most 20 W/mK at 30 °C to 100 °C ambient temperature.

11. Installation according to any of claims 8 to 10, characterised in that the punch (3.1) and/or the die (3.2) of the forming tool (3), at least in sub-regions, is/are made of a material, or provided with a coating, which has a thermal conductivity of at most 20 W/mK at 30 °C to 100 °C ambient temperature.

12. Installation according to any of claims 8 to 11, characterised in that the punch (3.1) and/or the die (3.2) of the forming tool (3) comprise an active cooling apparatus.

13. Installation according to any of claims 8 to 12, characterised in that a transfer device (5') provided with a conductive heat source (5.1) is associated with the forming tool (3), by means of which transfer device the semi-finished product (2) to be formed can be placed directly on the semi-finished product holder (3.3).

14. Installation according to any of claims 8 to 13, characterised in that indentations (3.21) which bring about a reduction of the contact face which faces the heated semi-finished product (2) are formed in the die (3.2).

15. Installation according to any of claims 8 to 14, characterised in that the forming tool (3) is provided with at least one cutting member.

Revendications

1. Procédé de fabrication d'un composant (2') en tôle de magnésium par formage d'un demi-produit (2) en tôle de magnésium, en particulier d'un demi-produit (2) en forme de platine en tôle de magnésium, procédé dans lequel le demi-produit (2) est porté, avant le formage, à une température surélevée, de préférence à une température d'au moins 200 °C, et formé dans un outil de formage (3) qui est doté d'un poinçon (3.1) et d'une matrice (3.2), sachant que pour le formage du demi-produit (2) chauffé, on utilise un outil de formage (3) sans source de chaleur interne, et sachant que le demi-produit (2) chauffé est placé, sans contact direct avec le poinçon(3.1) et la matrice (3.2), sur un porte-demi-produit (3.3) qui est associé à l'outil de formage (3) caractérisé en ce que le porte-demi-produit (3.3) est conçu en tant que porte-tôle actif et est positionné au-dessus du poinçon (3.1) associé à la matrice (3.2), et que le demi-produit (2), chauffé et placé sur le porte-demi-produit (3.3), est ensuite formé à une vitesse de formage située dans une plage de 15 mm/s à 500 mm/sec.

2. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que, comme porte-demi-produit, on utilise un porte-demi-produit (3.3) dont la zone de surface (3.31) en contact avec le demi-produit chauffé est dotée d'une structure superficielle poreuse ou présentant des creux (3.32).

3. Procédé selon revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que, comme porte-demi-produit, on utilise un porte-demi-produit (3.3) dont la zone de surface (3.31) en contact avec le demi-produit (2) chauffé est en matière synthétique ou pourvue d'un revêtement, qui présente, au maximum, une thermoconductibilité de 20 W/mK à une température ambiante de 30 °C à 100 °C.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que, comme matrice, on utilise une matrice (3.2) dans la surface façonnée, orientée vers le demi-produit (2) chauffé à former, de laquelle sont formées des creux (3.21) qui ont pour effet de réduire la surface de contact orientée vers le demi-produit (2) chauffé.

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce que, comme outil de formage, on utilise un outil de formage (3) dont le poinçon (3.1) et / ou la matrice (3.2) est doté(e) / sont dotés d'un système de refroidissement actif.

6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5,
caractérisé en ce que le demi-produit (2) est directement conduit dans l'outil de formage (3) au moyen d'un dispositif de transfert (5') qui est équipé d'une source de chaleur (5.1) conductrice.

7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce que le demi-produit (2) est coupé simultanément lors du formage au moyen d'au moins un élément de coupe qui est intégré dans l'outil de formage (3).

8. Installation de fabrication d'un composant (2') en tôle de magnésium avec un outil de formage (3), doté d'un poinçon (3.1) et d'une matrice (3.2), pour former un demi-produit (2) en tôle de magnésium, en particulier d'un demi-produit (2) en forme de platine en tôle de magnésium, sachant que l'outil de formage (3) est sans source de chaleur interne, et avec un dispositif (1, 5.1) pour chauffer, avant le formage, le demi-produit (2) à une température surélevée, de préférence à une température d'au moins 200 °C, sachant que l'outil de formage (3) est pourvu d'un porte-demi-produit (3.3), caractérisé en ce que le porte-demi-produit (3.3) est réalisé sous la forme d'un porte-tôle actif qui peut être positionné au-dessus du poinçon (3.1) et sur lequel le demi-produit (2) chauffé peut être placé dans l'outil de formage (3) sans contact direct avec le poinçon (3.1) et la matrice (3.2) et que l'outil de formage (3) est doté d'un entraînement qui assure une vitesse de fermeture du poinçon (3.1) et de la matrice (3.2) qui est située dans une plage de 15 mm/s à 500 mm/sec.

9. Installation de fabrication selon la revendication 8,
caractérisé en ce que la zone de surface (3.31) du porte-demi-produit (3.3) en contact avec le demi-produit (2) chauffé est dotée d'une structure superficielle poreuse ou présentant des creux (3.32).

10. Installation de fabrication selon revendication 8 ou 9,
caractérisé en ce que la zone de surface (3.31) du porte-demi-produit (3.3) en contact avec le demi-produit (2) chauffé est en matière synthétique ou pourvue d'un revêtement qui présente, au maximum, une thermoconductibilité de 20 W/mK à une température ambiante de 30 °C à 100 °C.

11. Installation de fabrication selon l'une des revendications 8 à 10,
caractérisé en ce que le poinçon (3.1) et / ou la matrice (3.2) de l'outil de formage (3) est réalisé/e / sont réalisés, au moins partiellement, en matière synthétique ou pourvu/e/s d'un revêtement qui présente, au maximum, une thermoconductibilité de 20 W/mK à une température ambiante de 30 °C à 100 °C.

12. Installation de fabrication selon l'une des revendications 8 à 11,
caractérisé en ce que le poinçon (3.1) et / ou la matrice (3.2) de l'outil de formage (3) est doté/e / sont dotés d'un système de refroidissement actif.

13. Installation de fabrication selon l'une des revendications 8 à 12,
caractérisé en ce qu'à l'outil de formage (3) est associé un dispositif de transfert (5') équipé d'une source de chaleur (5.1) conductrice au moyen duquel le demi-produit (2) à former peut être directement placé sur le porte-demi-produit (3.3).

14. Installation de fabrication selon l'une des revendications 8 à 13,
caractérisé en ce que, dans la matrice (3.2), sont formés des creux (3.21) qui ont pour effet de réduire la surface de contact orientée vers le demi-produit (2) chauffé.

15. Installation de fabrication selon l'une des revendications 8 à 14,
caractérisé en ce que l'outil de formage (3) est doté d'au moins un élément de coupe.

Zeichnung