Aufgabe
der Erfindung ist es die vorstehend genannten Probleme zu lösen, insbesondere
die Reproduzierbarkeit und Austauschbarkeit von Masken und die Anwendbarkeit
für mehr
als nur ein Bauteil, und ein Umformwerkzeugsystem für die Umformung von
Bauteilen, insbesondere der Serienfertigung, bereit zu stellen,
das eine größere Flexibilität besitzt, und
gleichzeitig eine kostengünstige
Serienproduktion gewährleistet,
sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Umformwerkzeugs und ein
Verfahren zur Herstellung von einem Bauteil aus einer Bauteilfamilie ähnlicher
Geometrie anzugeben.
Die
Erfindung ist in Bezug auf das zu schaffende Umformwerkzeugsystem,
das Verfahren zur Herstellung eines Umformwerkzeugs und das Verfahren
zur Herstellung von Bauteilen einer Bauteilfamilie durch die Merkmale
der Patentansprüche
1, 7 und 8 wiedergegeben. Die weiteren Ansprüche enthalten vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Umformwerkzeugsystems
(Patentansprüche
2 bis 6).
Die
Aufgabe wird hinsichtlich des zu schaffenden Umformwerkzeugsystems
erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass es ein Unter- und Oberwerkzeug aufweist, wobei Unter- und/oder
Oberwerkzeug in Maskentechnologie aufgebaut sind und wobei mehrere,
gegeneinander austauschbare Masken unterschiedlicher Eigenschaften,
insbesondere in Bezug auf die Dicke, die O-berflächentexturierung und/oder die
Wärmeleitfähigkeit
für mindestens
ein Werkzeugaktivteil von Unter- und/oder Oberwerkzeug vorgehalten
sind.
Beispielsweise
steigert eine derartige Werkzeugauslegung die Flexibilität dieses
Umformwerkzeugs erheblich, da das Umformwerkzeug ermöglicht,
geometrisch ähnliche
Bauteile, die sich von dem ursprünglichen
Bauteil z.B. in der Eigenschaft der Dicke unterscheiden, ebenfalls
herzustellen, indem eine gewisse Bandbreite an herstellbaren Bauteildicken
bei der Fertigung des Grundkörpers
des entsprechenden Aktivteils berücksichtigt wird und die entsprechende
Dicke des neuen Bauteils letztendlich mittels der austauschbaren
Masken einfach angepasst wird.
Ein
weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Umformwerkzeugsystems ist,
dass die Grundkörper der
Werkzeugaktivteile durch computergestützte Datenmodelle exakt beschrieben
werden können
und somit unabhängig
von den Masken durch konventionelle zerspanende Verfahren aber auch
neuere RapidTooling-Verfahren reproduzierbar hergestellt werden
können,
insbesondere bietet sich hier die schichtaufbauende RapidTooling-Technologie
Laminated Object Manufacturing (LOM) in Verwendung von Metallschichten
an, wodurch eine ausreichende Stabilität des Werkzeugs für die Serienfertigung
erreicht wird und gleichzeitig Kosten und Zeit bei der Herstellung
eingespart werden.
Vorteilhaft
ist bei dem erfindungsgemäßen Umformwerkzeugsystem
auch, dass Masken mit gleichen oder unterschiedlichen Eigenschaften
reproduzierbar hergestellt werden können, dadurch dass sie direkt
mit den geometrisch exakt definierten Grundkörpern der Werkzeugaktivteile
des Umformwerkzeugsystems in einem Umformprozess oder aber über separate
umformende Verfahren, wie inkrementelle Umformung oder aber beispielsweise temperaturgesteuerte
Umformprozesse für
nichtmetallische Werkstoffe, wie z.B. CFK-Verbundwerkstoffe, hergestellt
werden. Somit können
Masken gleicher oder unterschiedlicher Eigenschaften für das Umformwerkzeugsystem
in ausreichender Anzahl bevorratet werden, wodurch die Flexibilität des Umformwerkzeugsystems,
Bauteile ähnlicher
Geometrie einer Bauteilfamilie umformen zu können, gewährleistet wird, und darüber hinaus
die zeit- und kostenaufwendige Reparatur und Instandhaltung eines
konventionellen Umformwerkzeugs für ein derartiges Umformwerkzeugsystem
erheblich reduziert wird, dadurch dass der Verschleiß bildende
Kontakt zwischen Umformwerkzeug und Bauteil über die austauschbaren Masken
stattfindet und diese, sofern sie verschlissen sind, einfach gegen
eine entsprechende Maske aus dem Vorrat von Masken des Umformwerkzeugsystems
ausgetauscht werden können.
Alternativ
oder additiv wird die Aufgabe des zu schaffenden Umformwerkzeugsystems
erfindungsgemäß auch dadurch
gelöst,
dass es ein Unter- und Oberwerkzeug aufweist, wobei Unter- und/oder Oberwerkzeug
in Maskentechnologie aufgebaut sind und wobei für mindestens zwei Aktivteile von
Unter- und Oberwerkzeug jeweils mindestens eine Maske unterschiedlicher
Eigenschaften, insbesondere in Bezug auf die Dicke, die Oberflächentexturierung
und/oder die Wärmeleitfähigkeit,
vorgesehen ist.
Beispielsweise
steigert eine derartige Werkzeugauslegung die Flexibilität dieses
Umformwerkzeugs erheblich, da das Umformwerkzeug ermöglicht,
bei einem Wechsel des Bauteilmaterials oder der Beschichtung des
Bauteilmaterials, z.B. verbunden mit einer Änderung der tribologischen
Verhältnisse
zwischen Umformwerkzeug und Bauteil und höherer Wärmeentwicklung im Umformprozess,
durch die Wahl geeigneter und sich in ihren Eigenschaften unterscheidender
Masken für
die jeweiligen Aktivteile, z.B. der Oberflächentexturierung und Wärmeleitfähigeit,
das Umformwerkzeug an die neuen Randbedingungen anzupassen.
In
einer vorteilhaften Ausgestaltung des Umformwerkzeugsystems kann
der Temperatureintrag durch den Umformprozess in das Werkzeug und
somit die Erwärmung
des Umformwerkzeugs und die Stabilität des Umformprozesses gesteuert
werden, dadurch dass für
die Masken Werkstoffe zum Einsatz kommen, die in Abhängigkeit
ihrer Wärmeleitfähigkeit
das Umformwerkzeug gezielt isolieren oder ihm gezielt Wärme aus
dem Umformprozess zuführen. Eine
erhöhte
Wärmeentwicklung
im Umformprozess ist insbesondere bei der Umformung von Werkstoffen mit
einer Zugfestigkeit über
600N/mm2 zu erwarten. Vorteilhaft sind dabei
Maskenwerkstoffe, die bei Raumtemperatur eine Wärmeleitfähigkeit im Bereich von unter
400W/mK aufweisen, vorzugsweise liegt die Wärmeleitfähigkeit von Maskenwerkstoffen
im Bereich von 15W/mK bis 55W/mK.
Zur
Reduzierung von Reibung und Verschleiß zwischen Umformwerkzeug und
Bauteil ist die Oberfläche
der jeweiligen Maske als das Werkzeugteil, das direkt mit dem Bauteil
in Kontakt steht, vorteilhafterweise mit einer Texturierung zu versehen.
Vorzugsweise erfolgt dieses mit einem elektronischen Verfahren,
insbesondere dem Electrical Discharge Texturing (EDT) Verfahren.
In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Umformwerkzeugsystems werden
die Masken als formgebende Schalen aus kaltgewalzten Stahlblechen
in einer Dicke von 0,5mm bis 5mm ausgebildet. Vorzugsweise liegt
die zu verwendende Materialdicke in dem Bereich zwischen 1mm bis
2,5mm, da dieser Materialdickenbereich auftretende Änderungen
in der Bauteildicke von geometrisch ähnlichen Bauteilen oder Bauteilen
einer Bauteilfamilie abdeckt. Kaltgewalzte Stahlbleche als Maskenmaterialien
bieten ein sehr gutes Umformvermögen
und gute Verschleißfestigkeit
für die Serienfertigung.
Allerdings ist des Umformwerkzeugsystem nicht auf die Verwendung
von kaltgewalztem Stahlblech als Maskenwerkstoff beschränkt, sondern umfasst
vielmehr alle Eisen- und Nichteisenmetalle, sowie nichtmetallische
Materialien und Verbund- und Sandwichmaterialien, insbesondere in
Verbindung mit CFK-Materialien.
In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Umformwerkzeugsystems
erfolgt die Fixierung einer Maske auf einem Werkzeugaktivteil unter
Verwendung von Befestigungselementen auf einer von der formgebenden
Oberfläche
verschiedenen Fläche des
Werkzeugaktivteils. Dieses hat den Vorteil, dass sichergestellt
ist, dass die Bewegung des Bauteilwerkstoffs während der Umformung nicht über die Stelle
der Fixierung der Maske auf der entsprechenden Hinterfütterung
führt.
Eine Beeinflussung der Qualität
des Bauteils durch z.B. Kratzer oder Riefen durch die Fixierungselemente
der Masken ist somit ausgeschlossen.
Die
Aufgabe in Bezug auf das anzugebende Verfahren zur Herstellung eines
Umformwerkzeugs, aufweisend die Werkzeugaktivteile Stempel, Niederhalter
und Matrize mit mindestens einem Werkzeugaktivteil in Maskentechnik,
wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass mindestens ein Werkzeugaktivteil mit einer Maske verbunden
wird, die aus einem Vorrat von mindestens zwei gegeneinander austauschbaren
Masken mit unterschiedlichen Eigenschaften, insbesondere der Dicke,
der Oberflächentexturierung und
der Wärmeleitfähigkeit
entstammt.
Der
Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Herstellung eines Umformwerkzeugs liegt darin, dass im Gegensatz
zum vorbekannten Stand der Technik der
DE 25 48 815 A1 und
DE 16 27 738 A1 sowohl
die Hinterfütterung
als auch die Maske als formgebende Schale exakt als dreidimensionaler
Datensatz vorliegen und somit reproduzierbar sind, und dass im Gegensatz
zur
DE 198 07 404
A1 das Umformwerkzeug nicht nur für ein einziges Bauteil genutzt
werden kann, sondern für
mehrere Bauteile einer Bauteilfamilie ähnlicher Geometrie.
Die
Flexibilität
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Herstellung eines Umformwerkzeugs hinsichtlich der Umformung
von Bauteilen einer Bauteilfamilie wird dadurch erreicht, dass die
Dicke mehrerer Bauteile einer Bauteilfamilie schon bei der Konstruktion
des Umformwerkzeugs berücksichtigt
und somit im Umformwerkzeug vorgehalten wird. Es wird also nicht
nur die Dicke von einem Bauteil bei der Beschreibung von Hinterfütterung
und Maske als dreidimensionalem Datensatz berücksichtigt, sondern es wird
von der maximalen Dicke eines Bauteils ausgegangen und der 3D-Datensatz
der Hinterfütterung darauf
beruhend konstruiert. Durch die Bevorratung von Masken unterschiedlicher
Eigenschaften, insbesondere der Dicke, der Oberflächentexturierung
und der Wärmeleitfähigkeit,
wird dann die Flexibilität
des Werkzeugs sichergestellt und durch den Einsatz von entsprechenden
Masken im Umformwerkzeug können
Bauteile einer Bauteilfamilie mit dem Umformwerkzeug hergestellt
werden.
In
einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird die Hinterfütterung
mindestens eines Aktivteils des Umformwerkzeugs durch die schichtaufbauende
Rapid-Tooling-Technologie
Laminated Object Manufacturing (LOM) in Verbindung mit Metallschichten
verwendet. Diese Ausgestaltung ist geeignet, Zeit und Kosten bei der
Herstellung einer Hinterfütterung
einzusparen.
Alternativ
oder additiv wird die Aufgabe des anzugebenden Verfahrens zur Herstellung
eines Umformwerkzeugs, aufweisend die Werkzeugaktivteile Stempel,
Niederhalter und Matrize mit mindestens einem Werkzeugaktivteil
in Maskentechnik, erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass für
mindestens zwei Werkzeugaktivteile jeweils eine Maske verwendet
wird, die sich in mindestens einer Eigenschaft, insbesondere der
Dicke, der O-berflächentexturierung
und der Wärmeleitfähigkeit,
von mindestens der weiteren im Umformwerkzeugsystem verwendeten Masken
unterscheidet.
Eine
derartige vorteilhafte Ausgestaltung eines Verfahrens zur Herstellung
eines Umformwerkzeugs zur Herstellung von Bauteilen einer Bauteilfamilie ähnlicher
Geometrie gewährleistet,
dass durch die Herstellung und Bevorratung von sich in ihren Eigenschaften
unterscheidenden Masken für
mindestens zwei Werkzeugaktivteile des Umformwerkzeugs die Flexibilität eines
Umformwerkzeugs weiter erheblich gesteigert wird. Dadurch wird es
ermöglicht,
beispielsweise unterschiedliche Reibungs- und Verschleißzustände an Ober-
und Unterwerkzeug, hervorgerufen durch z.B. einen Wechsel des Bauteilmaterials
oder eine Beschichtung des Bauteilmaterials, und/oder z.B. einen
für die
Prozesssteuerung vorteilhaften Wärmeeintrag
in Unter- und/oder Oberwerkzeug, gezielt zu beeinflussen.
Die
Aufgabe hinsichtlich des anzugebenden Verfahrens zur Herstellung
von Bauteilen einer Bauteilfamilie ähnlicher Geometrie durch Umformung mittels
eines Umformwerkzeugs, aufweisend die Werkzeugaktivteile Stempel,
Niederhalter und Matrize, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
für mindestens
ein Werkzeugaktivteil eine für
dieses Bauteil optimierte Maske aus einem Vorrat von mindestens
zwei gegeneinander austauschbaren Masken mit unterschiedlichen Eigenschaften,
insbesondere der Dicke, der Oberflächentexturierung und der Wärmeleitfähig, ausgewählt und
mit dem Werkzeugaktivteil verbunden wird.
Der
Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Herstellung eines Bauteils aus einer Bauteilfamilie ähnlicher
Geometrie liegt darin, dass das Verfahren die Umformung mehrerer
Bauteile einer Bauteilfamilie ähnlicher
Geometrie mit einem Umformwerkzeug ermöglicht.
Die
Flexibilität
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Herstellung eines Bauteils aus einer Bauteilfamilie ähnlicher
Geometrie wird dadurch erreicht, dass die Dicke mehrerer Bauteile
einer Bauteilfamilie schon bei der Konstruktion des Umformwerkzeugs berücksichtigt
und somit im Umformwerkzeug vorgehalten wird. Es wird also nicht
nur die Dicke von einem Bauteil bei der Beschreibung von Hinterfütterung
und Maske als dreidimensionalem Datensatz berücksichtigt, sondern es wird
von der maximalen Dicke eines Bauteils aus einer Bauteilfamilie ähnlicher
Geometrie ausgegangen und der 3D-Datensatz der
Hinterfütterung
darauf beruhend konstruiert. Durch die Bevorratung von Masken unterschiedlicher Eigenschaften,
insbesondere der Dicke, der Oberflächentexturierung und der Wärmeleitfähigkeit,
wird dann die Flexibilität
des Werkzeugs sichergestellt und durch den Einsatz von entspre chenden
Masken im Umformwerkzeug können
Bauteile einer Bauteilfamilie mit dem Umformwerkzeug hergestellt
werden.
In
einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Herstellung eines Bauteils aus einer Bauteilfamilie ähnlicher
Geometrie wird die Hinterfütterung
mindestens eines Aktivteils des Umformwerkzeugs durch die schichtaufbauende RapidTooling-Technologie
Laminated Object Manufacturing (LOM) in Verbindung mit Metallschichten verwendet.
Diese Ausgestaltung ist geeignet, Zeit und Kosten bei der Herstellung
einer Hinterfütterung einzusparen.
Alternativ
oder additiv wird die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines
Bauteils aus einer Bauteilfamilie ähnlicher Geometrie durch Umformung mittels
eines Umformwerkzeugs, aufweisend die Werkzeugaktivteile Stempel,
Niederhalter und Matrize, erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
für mindestens
zwei Werkzeugaktivteile jeweils eine für dieses Bauteil optimierte
Maske ausgewählt
werden, die sich in ihren Eigenschaften, insbesondere der Dicke, der
Oberflächentexturierung
und der Wärmeleitfähigkeit,
unterscheiden, und mit dem Werkzeugaktivteil verbunden werden.
Eine
solche vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
gewährleistet,
dass durch die Herstellung und Bevorratung von sich in ihren Eigenschaften
unterscheidenden Masken für mindestens
zwei Werkzeugaktivteile des Umformwerkzeugs die Flexibilität eines
Umformwerkzeugs weiter erheblich gesteigert wird. Dadurch wird es
ermöglicht,
beispielsweise unterschiedliche Reibungs- und Verschleißzustände an Ober- und Unterwerkzeug,
hervorgerufen durch z.B. einen Wechsel des Bauteilmaterials oder
eine Beschichtung des Bauteilmaterials, und/oder z.B. einen für die Prozesssteuerung
vorteilhaften Wärmeeintrag
in Unter- und/oder Oberwerkzeug, gezielt zu beeinflussen.
Nachfolgend
werden anhand eines Ausführungsbeispiels
das erfindungsgemäße Umformwerkzeugsystem
und die erfindungsgemäßen Verfahren zur
Herstellung eines Umformwerkzeug und zur Herstellung von Bauteilen
einer Bauteilfamilie ähnlicher Geometrie
näher erläutert:
Beginnend
mit dem Datensatz der Bauteilkonstruktion, der in der Regel als
Flächendatensatz
vorliegt, wird ein 3D-Volumenmodell
des Umformwerkzeugs konstruiert. Hierzu wird der Flächendatensatz
aus der Bauteilkonstruktion als Bezugsfläche im Umformwerkzeug als formgebende
Fläche
des Oberwerkzeugs, in diesem Fall die formgebende Fläche der Maske
des Werkzeugaktivteils Matrize, definiert. Davon ausgehend wird
durch Offset-Bildung sowohl in die eine als auch die andere Normalenrichtung
der Bezugsfläche
die 3D-Außenfläche der
Werkzeugaktivteile des Umformwerkzeugs, d.h. Stempel, Niederhalter
und Matrize, gebildet. Da Bauteile einer Bauteilfamilie ähnlicher
Geometrie in den Bauteildicken 1mm, 1,5mm und 2mm und in den verschiedenen Werkstoffen
DC05 und DP800 umgeformt werden, wird in Richtung des Oberwerkzeugs
mit dem Offset von 1mm die 3D-Fläche
des Werkzeugaktivteils Matrize erhalten. In Richtung des Unterwerkzeugs
wird, um die maximale Bauteildicke abzudecken, mit dem Offset von
3mm die 3D-Fläche
der Werkzeugaktivteile Stempel und Niederhalter erhalten. Dieses
Vorgehen ermöglicht
durch Verwendung einer 1mm dicken Maske für das Werkzeugaktivteil Matrize
im Oberwerkzeug und durch Verwendung einer jeweils 1mm dicken Maske
für die
Werkzeugaktivteile Stempel und Niederhalter im Unterwerkzeug die
Herstellung des Bauteils in 2mm Dicke. Analog dazu kann durch Verwendung
von jeweils 1,5mm oder 2mm dicken Masken für die Werkzeugaktivteile Stempel
und Niederhalter im Unterwerkzeug die Herstellung der 1,5mm oder
1mm dicken Bauteile ermöglicht
werden. Da die Bezugsfläche
im Umformwerkzeug mit der 3D-Fläche der
1mm dicken Maske des Werkzeugaktivteils Matrize im Oberwerkzeug
in allen Fällen
unverändert
bleibt ist die exakte Bauteilgeometrie gemäß Konstruktionsdatensatz des
Bauteils für
alle herstellbaren Bauteile der Bauteilfamilie gewährleistet.
Ausgehend
von den so erzeugten 3D-Flächendatensätzen der
Werkzeugaktivteile werden die 3D-Volumenmodelle zur Herstellung
der Hinterfütterung
der jeweiligen Werkzeugaktivteile konstruiert. Die resultierenden
Daten werden in einer marktüblichen
RapidTooling-Anlage zum Laminated Object Manufacturing verarbeitet
und unter Verwendung von Metallschichten wird eine massive Hinterfütterung
für einzelne
Werkzeugaktivteile aufgebaut. Zur Steigerung der Festigkeit des
Schichtverbundes und zur besseren Positionierung der einzelnen Metallschichten
erfolgt das Abstapeln der einzelnen Schichten über Zuganker und Positionierstangen.
Diese werden abschließend
mit Befestigungselementen wie beispielsweise Gewindemuttern gesichert.
Die
Herstellung der Masken erfolgt gemäß den schon aus dem Stand der
Technik bekannten Verfahren, insbesondere nach
DE 198 07 404 A1 . Das zum
Teil sehr aufwendige Herstellungsverfahren von Masken für einzelne
Werkzeugaktivteile wird hier für
das Umformwerkzeugsystem aber dergestalt optimiert, dass alle erforderlichen
Masken mit unterschiedlichen Eigenschaften, insbesondere der Dicke, der
Oberflächentexturierung
und der Wärmeleitfähigkeit
in einem Arbeitsprozess hergestellt werden. Daraus resultieren im
Vergleich zu mehreren konventionellen Werkzeugen Vorteile hinsichtlich
der Herstellungszeit und der -kosten von Masken.
Auf
dieses Weise werden hier die für
die Herstellung der Bauteile einer Bauteilfamilie in den Dicken
1mm, 1,5mm und 2mm erforderlichen Masken für die Werkzeugaktivteile des
Umformwerkzeugs direkt mit Hilfe der bereits durch das Metall-LOM-Verfahren hergestellten
Hinterfütterungen
der Werkzeugaktivteile in einem Umformprozess umgeformt. So werden
dann jeweils einzeln alle für
die Umformung aller Bauteile einer Bauteilfamilie erforderlichen
Masken in allen Dicken, in unterschiedlichen Werkstoffen oder in
unterschiedlichen Werkstoffen mit unterschiedlichen Oberflächentexturierungen umgeformt.
Nachfolgend erfolgt gegebenenfalls noch eine Nacharbeitung von einzelnen
Masken und die Masken werden zur Aufnahme von Fixierelementen, die
die Fixierung einer Maske auf einer entsprechenden Hinterfütterung
sicherstellen, bearbeitet, beispielsweise werden sie mit Durchgangsbohrungen versehen
und zur Aufnahme einer Senkkopfschraube wird der Flanschbereich
abgesenkt. Im vorliegenden Fall werden die hergestellten Masken
außerhalb der
formgebenden Oberfläche
auf den Seitenflächen der
Hinterfütterungen
mit Sechskantschrauben fixiert.
Ergänzend werden
weitere Masken mit anderen Eigenschaften, insbesondere der Oberflächentexturierung,
hergestellt. Diese werden in separaten Fertigungsprozessen parallel
zur Herstellung der Hinterfütterung
und des zuvor beschriebenen Prozesses der Maskenherstellung hergestellt.
Dieses ist dadurch möglich,
dass ein die einzelnen Masken exakt beschreibender 3D-Datensatz
aus der Werkzeugkonstruktion vorliegt. Beispielsweise werden hier CFK-Masken
in unterschiedlichen Dicken und mit unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften
hergestellt. Ihre Fertigung erfolgt in einem herkömmlichen Fertigungsprozess
für CFK-Bauteile.
Somit liegen geometrisch eindeutig bestimmte CFK-Masken vor, sobald
das Umformwerkzeug für
die Serienfertigung einsatzbereit ist.
Der
so hergestellte Vorrat an Masken unterschiedlicher Eigenschaften,
insbesondere der Dicke, des Werkstoffs und der Oberflächentexturierung,
ermöglicht
die Herstellung aller Bauteile der Bauteilfamilie ähnlicher
Geometrie mit einem Umformwerkzeugsystem und unter optimalen Prozessbedingungen
hinsichtlich Reibung und Verschleiß oder beispielsweise des Wärmeeintrags
in einzelne Werkzeugaktivteile.
Zusätzlich wird
durch das Umformwerkzeugsystem die Reparatur und Instandhaltung
eines Umformwerkzeugs auf ein Minimum reduziert, dadurch dass im
Verschleißfall
lediglich eine Maske auszuwechseln ist. Dieses reduziert die erforderliche,
aufzuwendende Zeit und die auftretenden Kosten zur Instandhaltung,
Wartung und Reparatur von Umformwerkzeugen erheblich.
Das
erfindungsgemäße Umformwerkzeugsystem,
das erfindungsgemäße Verfahren
zu seiner Herstellung und das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung
von Bauteilen aus einer Bauteilfamilie ähnlicher Geometrie erweisen
sich in den Ausführungsformen
des vorstehend beschriebenen Beispiels als besonders geeignet für die Blechverarbeitung
in der Automobilindustrie, insbesondere das Tiefziehen. Vorteilhaft
ist darüber
hinaus, dass die Anwendung sowohl bei der Prototypenfertigung als auch
in der Serienfertigung möglich
ist. Insbesondere können
so erhebliche Vorteile bezüglich
der Flexibilität
des Umformwerkzeugs zur Umformung von mehr als nur einem Bauteil,
zur Reduktion von Herstellkosten und -zeit von Umformwerkzeugen
erzielt werden.
Die
Erfindung ist nicht nur auf das zuvor geschilderte Ausführungsbeispiel
beschränkt,
sondern vielmehr auf weitere übertragbar.
So
kann es beispielsweise erforderlich sein, einzelne Masken aufgrund
von extremen Reibungs- und Verschleisszuständen im Umformprozess durch einen
Wärmebehandlungsprozess
zu härten
oder aber in separaten Prozessen eine weitere reibungs- und verschleissreduzierende
Oberflächenschicht
wie z.B. eine TiC/TiN-Schicht aufzubringen.
In
einer anderen Ausführungsform
ist es möglicherweise
erforderlich, dass Hinterfütterungen einzelner
Werkzeugaktivteile aufgrund z.B. der Werkzeuggeometrie oder der
Belastungen im Umformprozess aus Vollmaterial, wie z.B. Stahlgusswerkstoffen, durch
zerspanende Bearbeitungsverfahren hergestellt werden müssen.