Prüfung der Blechumform-Eigenschaften im Automobilbau
Gute Umformeigenschaften sind für Feinbleche sehr gefragt. Typische Umformvorgänge, wie das Tiefziehen und das Streckziehen werden mit genormten Prüfverfahren nachgestellt. ZwickRoell prüft mit Prüfmaschinen zur Blechumformung des Typs BUP die gefragten Eigenschaften und stellt hierfür Prüfmaschinen mit Ziehkräften bis zu 1.000 kN zur Verfügung. Ein weiterer wichtiger, aber aufwendiger Versuch, ist die Bestimmung der Grenzformänderungskurve, aus der Konstrukteure Grenzdehnungen entnehmen können, die in formgebenden Prozessen nicht überschritten werden sollten. Für die notwendige optische Messtechnik zur Aufnahme der Dehnungen während des Ziehprozesses arbeitet ZwickRoell mit hochspezialisierten Partnern zusammen.
Warmumformung
- Das Formhärten als Produktionsverfahren in der Warmumformung gewann in den letzten Jahren erheblich an Bedeutung, um spezifische Anforderungen an ein geringeres Gesamtgewicht bei höherer Crash-Sicherheit zu erfüllen.
- Ziel dieses Verfahrens ist es, mit einem reduzierten Einsatz an Material gleiche bzw. höhere Festigkeiten von Formblechteilen zu erreichen, als dies mit konventionellen Umformtechniken zu erreichen wäre.
- Zahlreiche Automobilhersteller nutzen diese Prozesse, um Strukturteile der Karosserie wie A- und B-Säulen, Getriebetunnel, Träger von Front- und Heckstoßstangen, Türschweller, Türverstärkungen, Längsträger, Dachrelings und Dachrahmen zu produzieren.
- Die Warmumformung ist im Vergleich zur konventionellen Umformung naturgemäß komplexer und erlaubt es, Bauteile von hoher Festigkeit, großer geometrischer Komplexität und minimierten Rückfederungseffekten in kürzerer Zeit zu produzieren. Proben werden aus dem Endprodukt entnommen, und neben der klassischen Härteprüfung werden im Zug- und Biegeversuch auch deren Festigkeit ermittelt.
Risszähigkeitsprüfung
Die Risszähigkeitsprüfung KIc ist ein wichtiger Kennwert für metallische Werkstoffe in sicherheitsrelevanten Anwendungen wie Flugzeugbau, Kraftwerksbau, aber auch Automobilbau. Die Bestimmung der Bruchzähigkeit erfolgt mit einer Probe, in der ein künstlicher Riss eingebracht wurde. Diese Probe wird bis zum Bruch belastet. Aus der Kraft-Verformungskurve und der Risslänge lässt sich die Bruchzähigkeit KIc bestimmen.
Biegeversuch
Der 3-Punkt-Biegeversuch dient neben der Kennwertermittlung von Biegeeigenschaften auch der visuellen Beurteilung der Biegekante. Insbesondere das Verhalten von Schweißnähten wird im Biegeversuch visuell begutachtet. Mit verschiedenen Optionen für Biegeprüfeinrichtungen und Anpassung an vorhandene Probenhalter löst ZwickRoell diese Aufgabenstellung.
Draw-Bead-Versuch
Diese Prüfung hat das Ziel, den Reibungskoeffizienten zwischen Stahlblech und Tiefziehwerkzeug zu bestimmen, um damit den idealen Schmierstoff für diese Umformung zu ermitteln. Dies ermöglicht, Risse und Falten zu vermeiden und so einen optimalen Tiefziehprozess sicherzustellen. Die Draw-Bead-Einrichtung kann einfach in eine Standard-Prüfmaschine eingebaut werden. Für die Prüfung wird ein Blechstreifen mit den typischen Abmessungen (300 mm x 30 mm x 2 mm) in den oberen Standard-Probenhalter axial eingespannt und das Draw-Bead-Werkzeug geschlossen. Anschließend wird der Blechstreifen durch das Draw-Bead-Werkzeug gezogen. Dieser Vorgang kann automatisch wiederholt werden. Die Anzahl der Wiederholungen ist einstellbar. Genaue und reproduzierbare Messwerte sind durch die digital geregelte Klemmkraft des Draw-Bead-Werkzeugs garantiert. Die Stempel des Werkzeugs können schnell ausgetauscht werden, um verschiedene Prüfspezifikationen abzudecken.
Schnellzerreißversuch
Für Anwendungen in der Automobilindustrie ist das Werkstoffverhalten bei hohen Dehnraten entscheidend. Bei einem Unfall werden hohe Geschwindigkeiten bei der Verformung des Materials erreicht, die für die Auslegung der Automobile zwingend berücksichtigt werden müssen. Die nötigen Kennwerte werden beim Schnellzerreißversuch auf Hochgeschwindigkeitsprüfmaschinen der Serie HTM bestimmt. Diese servohydraulischen Prüfmaschinen erreichen an den Proben Verformungsgeschwindigkeiten bis zu 20 m/s bei Kräften von bis zu 160 kN.
Plättchen-Biegeversuch
Der Plättchen-Biegeversuch dient der Ermittlung des Biegewinkels von Karosserieblechen mit dem Ziel, Rückschlüsse auf das Verformungsverhalten und die Anfälligkeit gegenüber Versagen von metallischen Werkstoffen bei Umformprozessen mit dominanten Biegeanteilen (z. B. Falzoperationen) oder bei Crashbelastung zu erhalten. Diese Prüfungen können mit speziellen Vorrichtungen im 3- oder 4-Punkt-Biegeversuch in Prüfmaschinen durchgeführt werden.
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