Unter Kaltumformen verstehen wir – wie allgemein üblich – Umformungsprozesse deutlich unterhalb der Rekristallisationstemperatur des Materials. In der Regel liegt die Temperatur des Werkstücks zum Beginn des Umformprozesses bei Raumtemperatur. Beim Kaltumformen werden Materialien durch hohe Druckspannungen plastisch verformt. Dieser Vorgang verändert neben der Form auch wesentlich die Materialeigenschaften.
Die wichtigsten Fertigungsverfahren sind klassische Stauch- und Fließpressprozesse (z. B. für die Herstellung von Schrauben, Muttern und Nieten), aber auch Prägen, Einsenken, Gewindewalzen sowie Ziehprozesse (Drahtziehen, Rohrziehen und Profilziehen). Da wir die Umformprozesse für Blech sowie Walzprozesse gesondert betrachten, liegt der Fokus hier auf der Kaltmassivumformung.
Kaltumformende Herstellprozesse kommen insbesondere dann zum Einsatz, wenn einbaufertige Geometrien (Netshape-Umformung), enge Maßtoleranzen und gute Oberflächeneigenschaften das Ziel sind. Im Vergleich zur Warmmassivumformung, können kürzere Durchlaufzeiten, höhere Oberflächengüte und verbesserte mechanische Eigenschaften Vorteile sein. Durch den vergleichsweise geringen Energieeinsatz können Kaltumformprozesse zudem wirtschaftlicher sein, wobei die erforderlichen Umformkräfte i. d. R. deutlich über denen der Warmmassivumformung liegen. Die Kaltumformung ist daher beschränkt auf gut verformbare Werkstoffe bzw. solche Werkstoffe, die in einen gut verformbaren Gefügezustand gebracht werden können.
Bei der Kaltumformung kommt es zu einer Kaltverfestigung, d. h. die Härte und der Umformwiderstand nehmen mit steigender Umformung zu. Dadurch können kaltumgeformte Teile höhere Betriebslasten ertragen. Zugleich vermindert die Kaltverfestigung jedoch die Verformbarkeit (Duktilität) des Werkstoffes. Soll das Werkstück weiter umgeformt werden, muss die Kaltverfestigung im Werkstück durch Rekristallisationsglühen wieder abgebaut werden. Kaltumformung und Wärmebehandlung gehen bei Mehrstufenprozessen oft Hand in Hand.
Wie kann die Simulation in Verbindung mit Prozessüberwachungssystemen den Werkzeugausfall verhindern?
Mit dieser Frage hat sich Simufact gemeinsam mit der Prokos GmbH, dem Spezialisten für die Prozessüberwachung in der Umformtechnik, und der Möhling GmbH & Co. KG, dem Experten auf dem Gebiet Kaltumformung und Kaltformteile, auseinandergesetzt. Lesen Sie hier die ersten Ergebnisse der Zusammenarbeit.
Typische Kaltumformprodukte sind zum Beispiel Schrauben, Muttern, Bolzen, Nieten, Zahnräder, Wellen, Formteile und Beschläge.
Diese Produkte können Verwendung finden:
Das Spektrum an Kaltumformprodukten und deren Anwendungsfeldern ist natürlich ungleich größer.
Hoch relevant bei der Kaltumformung, auch aus betriebswirtschaftlicher Sicht, ist neben der Werkstückumformung die Betrachtung der Werkzeuge, insbesondere der Werkzeugstandmenge.
Die verfahrenstypisch hohen Fließspannungen und die Werkstoffverfestigung führen im Fertigungsprozess zu sehr hohen Presskräften und lenken den Blick auf die zu verwendenden Umformwerkzeuge und Werkzeugwerkstoffe. Die für die Kaltumformung so wichtige Werkzeuglebensdauer wird oft nur durch eine unterstützende Armierung erreicht, so dass die Simulation von Kaltumformprozessen neben der Abbildung des Stoffflusses zwingend auch die Werkzeugarmierung berücksichtigen muss. Unverzichtbar für eine hochgenaue Simulation von Kaltumformprozessen sind darüber hinaus die realitätsnahe Abbildung der Kräfte im Umformprozess und die Berücksichtigung von Effekten der Rückfederung, unter Einbeziehung des elastisch-plastischen Materialgesetzes.
Nutzen Sie die Vorteile von Simufact Forming für Ihre Kaltumformprozesse.
Simufact Forming Kaltumformung dient der Simulation von Massivumformungsprozessen unterhalb der Rekristallisationstemperatur des Materials. Das Modul hilft Ihnen dabei, typische Fertigungsfehler wie
im Werkstück zu vermeiden.
Simufact Forming Kaltumformung berücksichtigt alle relevanten Randbedingungen einschließlich der Werkzeugarmierung und der federgelagerten Werkzeuge. Unverzichtbar für eine hochpräzise Simulation von Kaltumformprozessen ist die realistische Vorhersage der beteiligten Umformkräfte unter Berücksichtigung der Rückfederungseffekte und der elastisch-plastischen Materialgesetze.
Für eine funktionale Betrachtung von Simufact Forming Kaltumformung, lesen Sie hierzu unsere Produktbeschreibung:
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