Verwendung von Elektrizität zum Formen von Fahrzeugbauteilen
Eine umfassendere Verwendung von Leichtbaumaterialien in Fahrzeugen ist eine wichtige Maßnahme zur Gewichtsreduzierung und zur damit einhergehenden Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs sowie des Schadstoffausstoßes. Werkstoffe wie Aluminiumlegierungen sind aber weniger gut formbar als unlegierter Stahl. Durch das starke Auftreten der Rückfederung nach dem Umformen kommt es zu unerwünschten Abweichungen in der Endkontur des Bauteils. Aufgrund der hohen Umformgeschwindigkeit, die mit dem Verfahren der elektromagnetischen Umformung (EMF, Electromagnetic Forming) erreicht wird, kann die Formbarkeit von Aluminiumlegierungen verbessert werden. Das EMF hat sich als technisch machbare und leistungsstarke Methode zur Umformung von Zylindern (Rohren) durchgesetzt. Es basiert dabei auf den Kräften, die durch ein Magnetfeld zur Herstellung der gewünschten Form aus elektrisch leitenden Metallblechen erzeugt werden. Mit dem Ziel, Richtlinien zur optimalen Auswahl von Ausgangsmaterialien und Prozessparametern zum elektromagnetischen Umformen zu verfassen, haben Wissenschaftler der DaimlerChrysler AG versucht, die Grenzen der Umformbarkeit von Aluminiumlegierungen zu ermitteln. Zusätzlich wurde der Zusammenhang zwischen den Eigenschaften von elektrischen Teilsystemen und der erzielten Verformung von ausgewählten Legierungen untersucht. Die Ausgangsgeometrie des Rohres (der Durchmesser sowie die Wandstärke) und die Formbarkeit des Materials wurden als die wichtigsten Faktoren ermittelt, die bei der Vorumformung von Rohren berücksichtigt werden müssen. Neben den Materialeigenschaften spielen die induzierten Kräfte, die direkt von den Stromimpulsen abhängig sind und die Umformgeschwindigkeit beeinflussen, eine wichtige Rolle für eine erfolgreiche Vorumformung. Um Defekte wie Faltenbildung aufgrund zu hoher tangentialer Spannungen oder eine Rissbildung aufgrund eines zu hohen Drucks zu verhindern, müssen die Hersteller von Aluminiumbauteilen im Rahmen der Anwendung des elektromagnetischen Umformens die passenden Parameter verwenden. Bei der Ermittlung der hierfür geeigneten Parameter wie der Druckverteilung und des axialen Materialvorschubs waren Versuchsreihen unter Verwendung von computergestützten Verfahren unverzichtbar.
