DE19753658C2 - Method for producing a component which has a material layer formed from a ductile material, as well as an apparatus for carrying out the method and a component produced by such a method - Google Patents

Method for producing a component which has a material layer formed from a ductile material, as well as an apparatus for carrying out the method and a component produced by such a method

Info

Publication number
DE19753658C2
DE19753658C2 DE1997153658 DE19753658A DE19753658C2 DE 19753658 C2 DE19753658 C2 DE 19753658C2 DE 1997153658 DE1997153658 DE 1997153658 DE 19753658 A DE19753658 A DE 19753658A DE 19753658 C2 DE19753658 C2 DE 19753658C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
material layer
metal foam
mold
metal
foam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE1997153658
Other languages
German (de)
Other versions
DE19753658A1 (en
Inventor
Thomas Hipke
Matthias Putz
Bernd Naumann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority to DE1997153658 priority Critical patent/DE19753658C2/en
Publication of DE19753658A1 publication Critical patent/DE19753658A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19753658C2 publication Critical patent/DE19753658C2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/033—Deforming tubular bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/033—Deforming tubular bodies
    • B21D26/041—Means for controlling fluid parameters, e.g. pressure or temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/11—Making porous workpieces or articles
    • B22F3/1121—Making porous workpieces or articles by using decomposable, meltable or sublimatable fillers
    • B22F3/1125—Making porous workpieces or articles by using decomposable, meltable or sublimatable fillers involving a foaming process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/002—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of porous nature
    • B22F7/004—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of porous nature comprising at least one non-porous part
    • B22F7/006—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of porous nature comprising at least one non-porous part the porous part being obtained by foaming
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, das eine aus einem duktilen Material gebildete Materiallage aufweist, eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung eines Bauteils, das eine aus einem duktilen Material gebildete Materiallage aufweist und ein Bauteil mit einer aus einem duktilen Material gebildeten Materiallage.The invention relates to a method for producing a component, the one from a ductile material formed material layer, a device for performing a method of manufacturing a component, which is made of a ductile material Has formed material layer and a component with a made of a ductile material formed material layer.

Aus DE 44 07 908 A1 ist ein Verfahren zum Umformen metallischer Körper bekannt, bei welchem als druckübertragendes Medium ein niedrigschmelzendes Metall bzw. ei­ ne niedrigschmelzende Metallegierung verwendet wird. Bei dieser Metalllegierung handelt es sich insbesondere um eine Bleilegierung.DE 44 07 908 A1 discloses a method for shaping metallic bodies, in which a low-melting metal or egg is used as the pressure-transmitting medium ne low melting metal alloy is used. With this metal alloy it is in particular a lead alloy.

Aus CH 5 64384 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Gegenstandes bekannt, der ein Hülsenteil umfaßt, das aus einem metallischen, superplastifizierbaren Werkstoff gebildet ist. Dieses Hülsenteil wird im Inneren eines Formwerkzeuges durch ein unter Druck gesetztes thermoplastisches Material aufgeheizt und in dem Formwerkzeug ex­ pandiert. Das als Umformdruckmedium verwendete thermoplastische Material erhärtet in der durch den Innendruck entsprechend innendruckumgeformten Hülse.From CH 5 64384 a method for producing an object is known which comprises a sleeve part made of a metallic, super plasticizable material is formed. This sleeve part is inside a mold by a Pressurized thermoplastic material heated and ex in the mold panded. The thermoplastic material used as the forming medium hardens in the sleeve, which is correspondingly shaped by the internal pressure.

Zur Herstellung dünnwandiger Körper mit komplexer Außengeometrie ist es bekannt, entsprechende Ausgangs-Blechlagen durch ein ggf. mehrstufiges Tiefziehverfahren umzuformen. Bei einer derartigen Tiefzieh-Umformung wird wenigstens ein Umform­ stempel auf eine, auf ein Untergesenk aufgelegte und ggf. im Randbereich festge­ spannte Materiallage abgesenkt. Alternativ zu einem derartigen Umformen mittels Untergesenk und Umformstempel ist es insbesondere bei der Herstellung rohrartiger Bauteile bekannt, diese im Inneren eines entsprechenden Formraumes durch Druck­ flüssigkeit umzuformen. Hierzu werden die vorzugsweise rohrförmigen, z. T. vorge­ formten Halbzeuge in ein Formwerkzeug mit abzubildender Innenkontur eingelegt, das rohrförmige Halbzeug wird verschlossen und über eine Druckquelle mit Druckflüssig­ keit gefüllt, wobei sich das rohrförmige Ausgangshalbzeug allmählich aufweitet und an die Innenwandung des Formwerkzeuges anlegt. Gegebenenfalls kann während die­ ses Umformvorganges kontinuierlich Material in das Formwerkzeug nachgeschoben werden, wodurch die während des Umformvorganges in dem Material auftretenden Spannungen teilweise gezielt beeinflußt werden können.For the production of thin-walled bodies with a complex external geometry, it is known corresponding starting sheet metal layers by a possibly multi-stage deep drawing process to reshape. With such a deep-drawing process, at least one process is carried out stamp on one, placed on a lower die and, if necessary, fixed in the edge area tensioned material layer lowered. As an alternative to such a reshaping Lower die and forming die is particularly tube-like in the manufacture Components known, these inside a corresponding mold space by pressure to transform liquid. For this purpose, the preferably tubular, for. T. featured formed semi-finished products inserted into a mold with an inner contour to be reproduced, the tubular semi-finished products are closed and pressurized with pressure fluid speed filled, the tubular starting semi-finished product gradually widening and on  creates the inner wall of the mold. If necessary, during the ses forming process continuously pushed material into the mold be, which occurs in the material during the forming process Some of the tensions can be influenced in a targeted manner.

Derartige, durch Innenhochdruckumformen (IHU-Umformen) hergestellte Bauteile werden beispielsweise als Abgasleitungen im Fahrzeugbau verwendet. Neben einem derartigen Innenhochdruckumformen rohrartiger Ausgangshalbzeuge ist es auch möglich, ein beispielsweise plattenförmiges Ausgangsmaterial auf ein Untergesenk aufzulegen und anstelle des beim Tiefziehumformen üblicherweise verwendeten Um­ formstempels das plattenförmige Ausgangsmaterial ebenfalls durch unter Druck ste­ hende Flüssigkeit gegen eine Formwand zu drängen. Durch ein derartiges Umform­ verfahren lassen sich vergleichsweise großflächige Bauteile wie beispielsweise Ka­ rosserieelemente herstellen. Derartige Karosserieelemente weisen üblicherweise eine vergleichsweise geringe Eigensteifigkeit auf und bilden erst in Verbindung mit mehre­ ren entsprechend ausgebildeten Karosserieelementen eine tragfähige Struktur.Such components produced by hydroforming (hydroforming) are used for example as exhaust pipes in vehicle construction. Besides one it is also such internal high pressure forming of tubular starting semi-finished products possible, for example a plate-shaped starting material on a lower die hang up and instead of the order usually used in deep drawing stamp the plate-shaped starting material also by ste under pressure pushing liquid against a mold wall. By such a forming Comparatively large components such as Ka can be moved Manufacture body elements. Such body elements usually have one comparatively low inherent rigidity and only form in connection with more Ren appropriately trained body elements a stable structure.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Bautei­ les, das eine aus einem duktilen Material gebildete Materiallage aufweist, eine Vorrich­ tung zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung eines Bauteils, das eine aus einem duktilen Material gebildete Materiallage aufweist und ein Bauteil mit einer aus einem duktilen Material gebildeten Materiallage zu schaffen, wobei sich des Bauteil durch eine hohe Eigensteifigkeit bei vergleichsweise geringem Eigengewicht aus­ zeichnet und ggf. eine komplexe Außengeometrie aufweisen kann.The invention has for its object a method for producing a component les, which has a material layer formed from a ductile material, a Vorrich device for carrying out a method for producing a component which is a has a ductile material layer formed and a component with a to create a ductile material layer formed, the component due to its high rigidity with a comparatively low weight draws and may have a complex outer geometry.

Hinsichtlich eines Verfahrens zur Herstellung eines Bauteils der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den im Patentan­ spruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.With regard to a method for producing a component of the aforementioned This object is achieved according to the invention by a method with those in the patent solved claim 1 specified features.

Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, ein hochfestes Werkstück zu schaf­ fen, das sich vorzugsweise durch eine glatte, dünnwandige Außenschale auszeichnet, und das aufgrund des tragenden, dämpfenden, durch den Metallschaum gebildeten Materialabschnitts besondere mechanische Eigenschaften aufweist. Da das zur Um­ formung verwendete Druckmedium Teil des Werkstückes wird, entfällt ein nachträgli­ ches Entfernen des flüssigen oder gasförmigen Druckmediums.This advantageously makes it possible to create a high-strength workpiece fen, which is preferably characterized by a smooth, thin-walled outer shell, and that because of the load-bearing, damping, formed by the metal foam Material section has special mechanical properties. Since the um  The used pressure medium becomes part of the workpiece ches removal of the liquid or gaseous pressure medium.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Materiallage durch den unter Druck stehenden Metallschaum sowie auch durch das Treibmittel selbst gegen eine Formwand gedrängt. Aufgrund des durch den Metallschaum aufge­ brachten Umformdrucks können dabei filigrane Umformgeometrien erreicht werden. Die durch den Metallschaum gegen die Formwand gedrängte Materiallage legt sich dabei zumindest abschnittsweise unter bleibender plastischer Verformung an die Formwand an. Dabei kann es auch zu einer Haftverbindung zwischen dem Metall­ schaum und der Materiallage entlang einer Innenwandung derselben kommen.According to a preferred embodiment of the method, the material layer due to the pressurized metal foam and the blowing agent even pushed against a mold wall. Due to the through the metal foam brought filing pressure filigree forming geometries can be achieved. The layer of material pushed through the metal foam against the mold wall subsides thereby at least in sections with permanent plastic deformation to the Molded wall. This can also lead to an adhesive bond between the metal foam and the material layer come along an inner wall of the same.

Erst nach Abschluß des durch den unter Druck stehenden Metallschaum bewirkten Umformvorgangs der Materiallage härtet der Metallschaum aus. Der Aushärtevorgang des Metallschaums kann insbesondere durch ein gesteuertes Abkühlen der Form­ wand beeinflußt werden.Only after completion of the metal foam caused by the pressurized The metal foam hardens during the forming process. The curing process of the metal foam can in particular by controlled cooling of the mold wall can be influenced.

Der in dem Metallschaum herrschende Druck wird vorzugsweise erst dann abgesenkt, wenn der Umformvorgang weitgehend abgeschlossen ist. Die Druckabsenkung wird durch das Abkühlen des Metallschaumes erreicht. Durch Senkung der Temperatur des Metallschaumes wird die Freisetzung des Treibmittels eingeschränkt. Zudem ist es möglich, den von dem Metallschaum erfüllten Raum beispielsweise durch Zurück­ ziehen eines Kolbenelementes zu vergrößern, oder auch umgekehrt durch Druckbe­ aufschlagung eines solchen Kolbenelementes zu verringern.The pressure prevailing in the metal foam is preferably only reduced when when the forming process is largely completed. The pressure drop will achieved by cooling the metal foam. By lowering the temperature release of the blowing agent is restricted. In addition is it is possible to fill the space filled with the metal foam, for example, by going back pull a piston element to enlarge, or vice versa by Druckbe to reduce impact of such a piston element.

Eine zur Ausbildung der Materiallage aus einem blech- oder rohrförmigen Ausgangs­ material vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens ist dadurch gegeben, daß zum Umformen der Materiallage diese in einen Formraum eingebracht wird, derart, daß die Materiallage in dem Formraum eine erste Formraumpartition zwischen einer Form­ wand und der Materiallage sowie eine von der ersten Formraumpartition durch die Materiallage getrennte zweite Formraumpartition definiert, wobei im Rahmen des Umformschrittes in die zweite Formraumpartition der Metallschaum als Umform- Druckmedium eingebracht wird und dabei die Materiallage gegen die Formwand drängt. Der Umformvorgang wird dabei infolge der Erwärmung der Materiallage durch den Metallschaum unterstützt. Der Formraum bleibt in vorteilhafter Weise geschlos­ sen, bis der Metallschaum vollständig ausgehärtet ist. Erst nach Aushärten des Me­ tallschaumes wird der Formraum geöffnet und nach dem Öffnen des Formraums die durch das Metallschaum-Druckmedium umgeformte Materiallage mit dem darin ange­ formten Metallschaumabschnitt entnommen.One for forming the material layer from a sheet or tubular exit Material advantageous embodiment of the method is given in that Reshaping the material layer this is introduced into a mold space such that the Material layer in the mold space a first mold space partition between a mold wall and the material layer as well as one from the first mold space partition through the Material layer separate second mold space partition defined, in the context of Forming step into the second mold space partition of the metal foam as Pressure medium is introduced and the material layer against the mold wall  urges. The forming process is carried out due to the heating of the material layer supports the metal foam. The molding space advantageously remains closed until the metal foam has hardened completely. Only after the Me has hardened tall foam the mold space is opened and after opening the mold space the formed by the metal foam pressure medium material layer with the inside shaped metal foam section taken.

Durch entsprechende Werkstoffkombinationen ist es möglich, zwischen dem Metall­ schaum-Druckmedium und der durch diese umgeformten Materiallage eine innige Verbindung, insbesondere ein Verschweißen zu erreichen. Es ist auch möglich, ins­ besondere durch eine entsprechende Beschichtung der zur Umformung vorgesehe­ nen Materiallage eine an sich feste Verbindung mit dem Metallschaum zu erreichen, ohne daß dabei jedoch die Gefügestruktur der umgeformten Materiallage verändert wird.Appropriate material combinations make it possible to move between the metal foam pressure medium and the material layer formed through this an intimate Connection, in particular to achieve welding. It is also possible to ins especially through an appropriate coating of the intended for forming to achieve a solid connection with the metal foam, without, however, changing the structure of the deformed material layer becomes.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens ist dadurch gegeben, daß das Me­ tallschaumdruckmedium durch eine Metall-Legierung gebildet wird, die durch ein Treibmittel aufgeschäumt wird. Dieses Treibmittel wird in vorteilhafter Weise durch vor Aufschäumen der Metall-Legierung in der Metall-Legierungs-Matrix enthaltene chemi­ sche Substanzen gebildet. Das derartig in der Metall-Legierungsmatrix vorbereitete Treibmittel wird in herkömmlicher Weise durch Erhitzen der Metall-Matrix auf eine Temperatur oberhalb eines Schmelzpunktes der Metall-Legierung freigesetzt. Das zur Bildung des Metallschaumes vorgesehene Ausgangsmaterial kann dabei vorzugswei­ se durch einen Metallpulver-Preßling gebildet werden, der als solcher in den Form­ raum eingebracht wird und darin beispielsweise durch einen Lichtbogen aufgeheizt wird.An advantageous embodiment of the method is given in that the Me tallschaumdruckmedium is formed by a metal alloy by a Foaming agent is foamed. This propellant is advantageously in front Foaming of the metal alloy contained in the chemi substances formed. That prepared in the metal alloy matrix Blowing agent is used in a conventional manner by heating the metal matrix onto a Temperature released above a melting point of the metal alloy. That for Formation of the metal foam provided starting material can preferably se are formed by a metal powder compact, which as such in the form space is introduced and heated therein, for example by an arc becomes.

Bei der Umformung vergleichsweise dicker Materiallagen wird gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens die zur Umformung vorgesehene Ma­ teriallage vorab erhitzt. Dadurch wird der Umformvorgang unterstützt und ein zu ra­ sches Abkühlen des mit der Materiallage in Berührungskontakt tretenden Metall­ schaum-Druckmediums vermieden. When forming comparatively thick layers of material, according to one particular preferred embodiment of the method, the Ma intended for forming Teriallage heated in advance. This supports the forming process and a too ra cooling of the metal coming into contact with the material layer foam pressure medium avoided.  

Während des Umformvorganges wird vorzugsweise wenigstens die von dem Metall­ schaum-Druckmedium auszufüllende Formraumpartition gasdicht abgeschlossen. Um eine möglichst innige Anlage der umzuformenden Materiallage an die entsprechende Formraumwand zu ermöglichen, kann aus der dem Metallschaumdruckmedium ab­ gewandten Formraumpartition vorzugsweise gesteuert Gas entnommen werden.During the forming process, at least that of the metal is preferably removed Foam pressure medium mold space partition to be filled gas-tight. Around an intimate contact of the material layer to be formed with the corresponding one To allow mold cavity wall can depend on the metal foam pressure medium facing mold space partition, preferably controlled gas can be removed.

In vorteilhafter Weise wird wenigstens die von dem Metallschaum-Druckmedium aus­ zufüllende Formraumpartition im Rahmen eines vorbereitenden Verfahrensschrittes mit einem inerten Gas gespült. Dadurch wird es möglich, das zur Bildung des Metall­ schaum-Druckmediums vorgesehene Ausgangsmaterial erheblich über dessen ei­ gentlichen Schmelzpunkt zu erhitzen, ohne daß dabei Teile des Ausgangsmateriales mit ggf. in dem Formraum eingeschlossenem Luft-Sauerstoff reagieren.Advantageously, at least that of the metal foam printing medium filling mold space partition as part of a preparatory process step flushed with an inert gas. This makes it possible to form the metal Foam printing medium intended starting material significantly above its egg heat the melting point without removing parts of the starting material react with any air-oxygen trapped in the mold space.

Das Aufschäumen des Metallschaum-Druckmediums wird in vorteilhafter Weise derart zeitlich gesteuert, daß, solange Metallschaum erzeugt wird, bis die durch den Metall­ schaum gegen die Formwand gedrängte Materiallage ein weiteres Anwachsen des Metallschaumvolumens behindert, so daß der Umformdruck zusätzlich weiter erhöht wird. Durch einen zeitlich kontrollierten Verlauf der Metallschaumbildung wird es dabei in vorteilhafter Weise möglich, den Druckaufbau in dem Metallschaum-Druckmedium zu steuern.The foaming of the metal foam printing medium is advantageously such timed that as long as metal foam is generated until that through the metal material layer pressed against the mold wall further increases the Metal foam volume hindered, so that the forming pressure is further increased becomes. It is made possible by a time-controlled process of metal foam formation in an advantageous manner, the pressure build-up in the metal foam pressure medium to control.

Insbesondere bei der Herstellung kleinerer Werkstücke ist es auch möglich, den Auf­ schäumvorgang und insbesondere den im Rahmen des Umformvorganges auftreten­ den Maximal-Druck durch die Menge des in den Formraum eingebrachten schaumbil­ denden Materiales zu steuern. Es ist auch möglich, das Mischungsverhältnis zwischen Metall-Legierung und der zur Bildung des Treibmittels vorgesehenen chemischen Substanz abzustimmen mit dem Ziel, den Grad des Ausformens der duktilen Mate­ riallage sowie den gesamten Umformprozeß bedarfsgerecht zu steuern.Especially when manufacturing smaller workpieces, it is also possible to open the workpiece foaming process and in particular occur during the forming process the maximum pressure due to the amount of foam in the mold space to control the material. It is also possible to mix the ratio between Metal alloy and the chemical provided to form the blowing agent Adjust substance with the aim of the degree of shaping the ductile mate riallage and the entire forming process to control needs.

Zur Steuerung, insbesondere Steigerung des Umformdruckes ist es auch möglich, den über den Metallschaum auf die Materiallage aufgebrachten Umformdruck bei­ spielsweise durch Einpressen eines Hilfs-Druckstempels zum Ändern des Volumens des von dem Metallschaum erfaßten Raumes, zu erhöhen. To control, in particular increase the forming pressure, it is also possible to the forming pressure applied to the material layer via the metal foam for example by pressing in an auxiliary pressure stamp to change the volume of the space covered by the metal foam.  

Die zur Umformung vorgesehene Materiallage besteht in vorteilhafter Weise aus ei­ nem Metallblech, insbesondere einem relativ dünnen Aluminiumblech oder aus einem AL-beschichteten Metall oder Nichtmetall. Das Metallschaum-Druckmedium wird ebenfalls in vorteilhafter Weise durch eine Aluminiumlegierung gebildet.The material layer provided for forming advantageously consists of egg Nem metal sheet, in particular a relatively thin aluminum sheet or from one AL-coated metal or non-metal. The metal foam print medium will also advantageously formed by an aluminum alloy.

Hinsichtlich einer Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung ei­ nes Bauteiles, das eine aus einem duktilen Material gebildete Materiallage aufweist wird die eingangs angegebene Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den in Patentanspruch 20 angegebenen Merkmalen gelöst.With regard to an apparatus for performing a method for producing egg component that has a material layer formed from a ductile material the task specified at the outset according to the invention is achieved by a device solved the features specified in claim 20.

Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Vorrichtung sind Gegenstand der zugehörigen Unteransprüche.Advantageous developments of this device are the subject of the associated Subclaims.

Hinsichtlich eines Bauteiles wird die eingangs angegebene, der Erfindung zugrunde­ liegende Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Bauteil mit einer aus einem duktilen Material gebildeten Materiallage mit den in Patentanspruch 26 angegebenen Merkma­ len gelöst.With regard to a component, the invention specified at the outset is based on the invention lying task according to the invention by a component with a ductile Material formed material layer with the characteristics specified in claim 26 len solved.

Ein derartiges Bauteil zeichnet sich neben einer vergleichsweise hohen Oberflächen­ güte und einem dämpfenden Kern auch durch ein hohes Widerstandsmoment, ein ho­ hes Energieabsorptionsvermögen sowie eine hohe spezifische Steifigkeit aus.Such a component is characterized by a comparatively high surface area goodness and a damping core also due to a high section modulus, a ho hes energy absorption capacity and a high specific rigidity.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Bauteils besteht die druckumge­ formte Materiallage aus einem Aluminium-Werkstoff. Insbesondere bei Verwendung eines Aluminium-Werkstoffes zur Bildung der Materiallage ist auch der Metallschaum aus einem Aluminium-Werkstoff gebildet. Eine besonders tragfähige Ausführungsform des Bauteiles wird dadurch erreicht, daß die Materiallage und der aus dem Metall­ schaum gebildete Materialabschnitt haftend miteinander verbunden sind. Eine derarti­ ge Verbindung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß auf der dem Metall­ schaum zugewandten Seite der Materiallage eine Haftschicht ausgebildet ist, die wäh­ rend des Umformvorganges durch den Metallschaum lokal aufgeschmolzen wird und dadurch eine metallische Verbindung zwischen der Materiallage und dem Metall­ schaumabschnitt schafft.According to a preferred embodiment of the component, the pressure is reversed formed material layer from an aluminum material. Especially when used An aluminum material for forming the material layer is also the metal foam made of an aluminum material. A particularly stable embodiment of the component is achieved in that the material layer and that of the metal foam formed material section are adhesively connected. Such a GE connection can be achieved, for example, that on the metal Foam-facing side of the material layer, an adhesive layer is formed, which rend is locally melted by the metal foam and  thereby a metallic connection between the material layer and the metal foam section creates.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Bauteiles ist die Mate­ riallage aus einem zunächst rohrförmigen Ausgangsmaterial bzw. Halbzeug gebildet. Dadurch wird es möglich, jeglichen Kontakt des Metallschaum-Druckmediums mit der Formraumwand eines entsprechenden Formwerkzeuges zu verhindern.According to a particularly preferred embodiment of the component, the mate is Rial layer formed from an initially tubular starting material or semi-finished product. This makes it possible to prevent any contact of the metal foam printing medium with the To prevent mold cavity wall of a corresponding mold.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbin­ dung mit der Zeichnung. Die einzige Figur zeigt:
eine vereinfachte Längsschnittansicht durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer darin aufgenommenen, durch ein Metallschaum-Druckmedium umgeformten Materiallage.Further details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment of a device according to the invention in conjunction with the drawing. The only figure shows:
a simplified longitudinal sectional view through a device according to the invention with a material layer accommodated therein and formed by a metal foam pressure medium.

Das gezeigte Formwerkzeug umfaßt zumindest ein Formoberteil 1 und zumindest ein Formunterteil 2 zur Bildung eines entlang einer Werkzeug Teilungsebene teilbaren Formraumes 3. Sowohl das Formoberteil 1 als auch das Formunterteil 2 sind mit einer Heizeinrichtung 4 versehen zum Aufheizen der den Formraum 3 begrenzenden Form­ raumwandungen. Bei komplexen Werkstückgeometrien ist es möglich, den Formraum 3 durch ein mehrfach geteiltes Formwerkzeug zu bilden.The molding tool shown comprises at least one upper mold part 1 and at least one lower mold part 2 for forming a mold space 3 that can be divided along a mold parting plane. Both the upper mold part 1 and the lower mold part 2 are provided with a heating device 4 for heating the mold space walls delimiting the mold space 3 . In the case of complex workpiece geometries, it is possible to form the mold space 3 by means of a mold which is divided several times.

In dem Formraumoberteil 1 ist wenigstens ein Entgasungskanal 5 ausgebildet, über welchen eine gesteuerte Entgasung des Formraumes 3 erfolgen kann. Auch in dem Formunterteil 2 ist ein Entgasungskanal 6 ausgebildet, ebenfalls zur gesteuerten Ent­ gasung des Formraumes 3. An den Entgasungskanal 6 kann in vorteilhafter Weise eine Vakuum-Pumpeneinrichtung angeschlossen sein.At least one degassing channel 5 is formed in the upper part 1 of the mold space, via which a controlled degassing of the mold space 3 can take place. A degassing channel 6 is also formed in the lower mold part 2 , likewise for controlled degassing of the mold space 3 . A vacuum pump device can advantageously be connected to the degassing channel 6 .

Im Bereich der Werkzeugteilungsebene bzw. Werkzeugschließflächen ist bei der hier dargestellten Ausführungsform eine Nachschiebeeinrichtung 7 vorgesehen, über wel­ che ein Endabschnitt eines in den Formraum 3 eingelegten Ausgangshalbzeuges 8 gesteuert zum Zentrum des Formraumes 3 hin nachgeschoben werden kann. Die Nachschiebeeinrichtung 7 umfaßt ein Kolbenelement 9, das unter weitgehender Ab­ dichtung des Formraumes 3 im Bereich der Werkzeugteilungsebene des Formwerk­ zeuges verschiebbar ist. Es ist auch möglich, einen zusätzlichen Druckaufbau in der Form durch den Einsatz flüssiger oder gasförmiger Fluide zu erreichen.In the area of the tool parting plane or tool closing surfaces, in the embodiment shown here, a pusher device 7 is provided, via which an end section of an output semifinished product 8 inserted into the mold space 3 can be pushed towards the center of the mold space 3 in a controlled manner. The Nachschiebeinrichtung 7 comprises a piston element 9 , the tool from largely from the mold cavity 3 in the area of the tool division plane of the mold is movable. It is also possible to achieve additional pressure build-up in the mold by using liquid or gaseous fluids.

Die Nachschiebeeinrichtung 7 bzw. das Kolbenelement 9 sind ebenfalls mit einem Entgasungskanal 10 versehen, durch welchen eine im Rahmen des Metallschaum- Bildungsvorganges von dem Metallschaum ausgefüllte Formraumpartition gesteuert entgast werden kann.The pusher device 7 and the piston element 9 are also provided with a degassing channel 10 , through which a mold space partition filled by the metal foam during the metal foam formation process can be degassed in a controlled manner.

Bei der hier schematisch dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das zur Umformung des Ausgangshalbzeuges 8 vorgesehene Me­ tallschaumdruckmedium durch ein vorgeformtes, kompaktiertes Ausgangsmaterial 11 gebildet, das zunächst über das Kolbenelement 9, vorzugsweise etwa mittig zentriert, in den Formraum 3 einbringbar ist.In the embodiment of a device according to the invention shown here schematically, the tall foam pressure medium provided for shaping the starting semifinished product 8 is formed by a preformed, compacted starting material 11 , which can first be introduced into the mold space 3 via the piston element 9 , preferably centered approximately centrally.

Bei der hier dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung zur Umformung eines ur­ sprünglich rohrförmigen Ausgangshalbzeuges 8 ist auf beiden Seiten des Formwerk­ zeuges eine entsprechende Nachschiebeeinrichtung 7 vorgesehen, wobei jede dieser Nachschiebeeinrichtungen 7 einen vorgeformten, aus einem Metallpulver und einem Treibmittel gebildeten Preßling trägt.In the illustrated embodiment of the apparatus for converting a ur nally outlet tubular semifinished 8 of the mold is mold a corresponding Nachschiebeeinrichtung 7 provided on both sides, each of said Nachschiebeeinrichtungen 7 carries a pre-formed, formed from a metal powder and a foaming agent compact.

Die Herstellung eines Metallschaum-Verbundwerkstückes mit der vorangehend be­ schriebenen Vorrichtung gestattet sich wie folgt:The production of a metal foam composite workpiece with the preceding be device described allows itself as follows:

Zunächst wird das Formoberteil 1 von dem Formunterteil 2 abgenommen und das zur Bildung eines Metallschaum-Druckmediums vorgesehene, vorgeformte, kompaktierte Ausgangsmaterial 11 in Form eines (in der Figur unterbrochen dargestellten) zylindri­ schen Stabes (oder auch in Form mehrerer, z. B. zweier zylindrischer Stäbe) in ent­ sprechende, in den beiden Kolbenelementen 9 zentral ausgebildete Ausnehmungen eingesetzt. Die Kolbenelemente 9 sind dabei derart weit zurückgezogen, daß diese das nunmehr folgende Einlegen eines beispielsweise aus einem Aluminium- Strangpreßprofil gebildeten Ausgangshalbzeuges 8 in das Formunterteil 2 nicht be­ hindern.First, the upper mold part 1 is removed from the lower mold part 2 and the preformed, compacted starting material 11 provided for the formation of a metal foam printing medium in the form of a cylindrical rod (shown interrupted in the figure) (or also in the form of several, e.g. two cylindrical rods) in accordingly speaking, 9 centrally formed recesses in the two piston elements. The piston elements 9 are retracted so far that they do not prevent the now following insertion of an output semifinished product 8 formed, for example, from an aluminum extrusion into the lower mold part 2 .

Nunmehr werden die Kolbenelemente 9 axial derart verschoben, bis diese das Aus­ gangshalbzeug 8 in dem Formunterteil 2 in seiner Ausgangsposition positionieren. Anschließend wird das Formoberteil 1 auf das Formunterteil 2 unter Aufbringung einer vorgegebenen Schließkraft Fs abgesenkt. Der zur Formgebung des zu bildenden Bauteils vorgesehene Formraum 3 ist nunmehr geschlossen.Now the piston elements 9 are axially displaced until they position the starting semifinished product 8 in the lower mold part 2 in its starting position. The upper mold part 1 is then lowered onto the lower mold part 2 with the application of a predetermined closing force Fs. The mold space 3 provided for shaping the component to be formed is now closed.

Das in dem Formraum 3 angeordnete Ausgangshalbzeug 8 bildet nunmehr eine bei der hier dargestellten Ausführungsform ringraumförmige, von dem Ausgangsmaterial 11 durch das Ausgangshalbzeug 8 getrennte Formraumpartition und eine, zur Ausfüllung durch das Metallschaum-Druckmedium vorgesehene zweite Formraumpartition.The starting semifinished product 8 arranged in the mold space 3 now forms an annular space-shaped mold space partition in the embodiment shown here, separated from the starting material 11 by the starting semifinished product 8 , and a second mold space partition provided for filling by the metal foam pressure medium.

Durch entsprechendes Aufheizen des Ausgangsmaterials 11, beispielsweise durch Erhitzen des Formwerkzeuges mittels der Heizeinrichtung 4 wird der Metallschaumbil­ dungsprozeß in Gang gesetzt. Hierbei wird das in dem Ausgangsmaterial 11 enthalte­ ne Metall geschmolzen und das in der metallischen Matrix enthaltene Treibmittel frei­ gesetzt. Der nunmehr kontinuierlich entstehende Metallschaum füllt zunächst den ge­ samten, in dem Ausgangshalbzeug 8 gebildeten Innenraum aus. Das Aufschäumen des Metallschaumes schreitet so weit fort, bis das Ausgangshalbzeug 8 eine weitere Metallschaum-Volumenvergrößerung zunächst behindert. Da sich im folgenden wei­ terhin Treibmittel zersetzt, entsteht ein allseitiger Schäumdruck auf die Wandung des Ausgangshalbzeuges 8, das sich unter diesem Schäumdruck verformt und an die, den Formraum 3 bildenden Formraumwandungen anlegt. Dieser Vorgang wird durch die beim Schäumprozeß auftretende Wärmeeinwirkung das entstehende Gas, insbeson­ dere Treibgas, sowie ggf. auch durch Entlüften oder Anlegen von Unterdruck durch Absaugen noch begünstigt.By appropriate heating of the starting material 11 , for example by heating the mold by means of the heating device 4 , the metal foam formation process is started. Here, the metal contained in the starting material 11 is melted and the blowing agent contained in the metallic matrix is released. The now continuously emerging metal foam initially fills the entire interior formed in the starting semifinished product 8 . The foaming of the metal foam continues until the starting semifinished product 8 initially hinders a further increase in the volume of the metal foam. Since blowing agent decomposes further in the following, there is an all-round foaming pressure on the wall of the starting semifinished product 8 , which deforms under this foaming pressure and bears against the mold space walls forming the mold space 3 . This process is further promoted by the heat occurring during the foaming process, the gas produced, in particular propellant gas, and possibly also by venting or applying negative pressure by suction.

Der in dem Metallschaum-Druckmedium aufgebaute Druck und der durch diesen be­ wirkte Umformvorgang kann über die Menge des zur Schaumbildung vorgesehenen Ausgangsmaterials 11, den Treibmittelanteil, die Höhe der Temperatur, die Tempera­ turführung und die Abkühlbedingungen gesteuert werden. Während des Aufblähens bzw. Umformens des Ausgangshalbzeuges 8 erfolgt über die Entgasungskanäle 5 und 6 eine gesteuerte Entgasung, ggf. durch Erzeugung eines Unterdruckes, in der nicht von dem Metallschaumdruckmedium erfaßten und sich in ihrem Volumen konti­ nuierlich verringernden Formraumpartition.The pressure built up in the metal foam printing medium and the shaping process effected by it can be controlled via the amount of the starting material 11 provided for foaming, the blowing agent fraction, the level of the temperature, the temperature control and the cooling conditions. During the inflation or reshaping of the starting semi-finished product 8 , a controlled degassing takes place via the degassing channels 5 and 6 , possibly by generating a negative pressure, in the mold space partition which is not detected by the metal foam pressure medium and is continuously reduced in volume.

Während sich das Ausgangshalbzeug 8 in dem Formraum 3 infolge des über den Metallschaum aufgebrachten Umformdruckes aufweitet, kann gff. über paarweise vor­ gesehene Kolbenelemente 9 das Ausgangshalbzeug 8 hinsichtlich seiner axialen Länge gestaucht bzw. nachgeschoben werden, wodurch die Aufweitung des Ausgangshalb­ zeuges 8 bzw. die plastische Verformung des Ausgangshalbzeuges 8 insgesamt un­ terstützt wird. Spätestens bei Erreichen eines durch den Metallschaum aufgebauten maximalen Umformdruckes liegt die durch das Ausgangshalbzeug 8 ursprünglich ge­ bildete Materiallage im wesentlichen ganzflächig an der Innenwandung des Formrau­ mes 3 an. Nunmehr wird das Formwerkzeug bzw. das Formoberteil 1 und das Formun­ terteil 2 gekühlt, wobei der Metallschaum erhärtet. Nach Aushärten des Metallschaumes kann vor Öffnen des Formwerkzeuges über beispielsweise durch die Kolbenelemente 9 hindurchgeführte Entgasungskanäle das erhärtete Metallschaumdruckmedium ent­ gast und sofern dies nicht bereits durch die Abkühlung des Metallschaumes erfolgt ist, auf Umgebungsdruck entspannt werden.While the starting semi-finished product 8 expands in the molding space 3 as a result of the forming pressure applied via the metal foam, gff. About the piston elements 9 seen in pairs, the starting semifinished product 8 with regard to its axial length are compressed or pushed, whereby the expansion of the initial semifinished product 8 or the plastic deformation of the starting semifinished product 8 is supported un overall. At the latest when a maximum forming pressure built up by the metal foam is reached, the material layer originally formed by the starting semifinished product 8 lies essentially over the entire surface of the inner wall of the form room 3 . Now the molding tool or the upper mold part 1 and the lower form part 2 is cooled, the metal foam hardening. After the metal foam has hardened, the hardened metal foam pressure medium can be released via degassing ducts, for example through the piston elements 9 , and, if this has not already been done by cooling the metal foam, can be released to ambient pressure.

Nach Beendigung einer entsprechenden Metallschaum-Entgasungsphase wird das Formwerkzeug geöffnet, indem das Formoberteil 1 wieder von dem Formunterteil 2 abgenommen wird. Das entsprechend der Innenkontur des Formraumes 3 geformte, und innenseitig durch den Metallschaum versteifte Werkstück kann nunmehr dem Formraum 3 entnommen werden. Anschließend wird das Formwerkzeug erneut mit einem zur Metallschaumbildung vorgesehenen kompaktierten Ausgangsmaterial 11 sowie mit dem zur Bildung der eine Werkstückaußenfläche bildenden Materiallage vorgesehenen Ausgangshalbzeug 8 bestückt, und ein weiterer Druckumformvorgang kann beginnen.After completion of a corresponding metal foam degassing the mold is opened by moving the upper mold part 1 is removed again from the lower mold component. 2 The workpiece shaped according to the inner contour of the molding space 3 and stiffened on the inside by the metal foam can now be removed from the molding space 3 . The molding tool is then again fitted with a compacted starting material 11 provided for the formation of metal foam and with the starting semi-finished product 8 provided for forming the material layer forming an outer surface of the workpiece, and a further pressure forming process can begin.

Das wie vorangehend beschrieben hergestellte Werkstück kann sofern erforderlich, nachbearbeitet werden. The workpiece produced as described above can, if necessary, be reworked.  

Obgleich die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles beschrieben wurde, bei welchem ein rohrförmiges Ausgangshalbzeug durch ein Metallschaum- Druckmedium umgeformt wurde, ist es auch möglich, beispielsweise plattenförmige oder ggf. bereits durch ein Tiefziehverfahren bzw. Biegen grob vorgeformte Aus­ gangsmateriallagen durch das Metallschaum-Druckmedium gegen eine entsprechen­ de Formwandung zu pressen und entsprechend umzuformen. Das Metallschaum- Druckmedium kann auch zwischen wenigstens zwei aufeinandergeschichtete Mate­ riallagen eingebracht werden zur Erzeugung eines Sandwich-Bauteiles mit durch Umformung entstehenden Formkonturen.Although the invention is described using a preferred exemplary embodiment in which a tubular starting semifinished product through a metal foam Printing medium was formed, it is also possible, for example, plate-shaped or, if necessary, already roughly pre-formed by a deep-drawing process or bending correspondence material layers through the metal foam pressure medium against one de pressing the mold wall and reshaping it accordingly. The metal foam Print media can also be between at least two mate stacked Rial layers are introduced to create a sandwich component Forming resulting shape contours.

Alternativ zu dem vorangehend beschriebenen diskontinuierlichen Umformverfahren ist es auch möglich, das Metallschaum-Druckmedium zur kontinuierlichen Umformung insbesondere rohrförmiger Ausgangshalbzeuge zu verwenden. Es ist auch möglich, das zur Bildung des Metallschaum-Druckmediums vorgesehene Ausgangsmaterial unmittelbar an dem zur Umformung vorgesehenen Ausgangshalbzeug in Form einer entsprechenden Beschichtung mit ggf. mehreren Lagen vorzusehen, so daß unmittel­ bar durch das entsprechend vorbereitete Ausgangshalbzeug auch das zur Bildung des Metallschaumdruckmediums vorgesehene Ausgangsmaterial in ein entsprechen­ des Formwerkzeug eingebracht ist.As an alternative to the discontinuous forming process described above it is also possible to use the metal foam printing medium for continuous forming in particular to use tubular starting semi-finished products. It is also possible, the starting material intended to form the metal foam printing medium directly on the starting semi-finished product intended for forming in the form of a provide appropriate coating with possibly several layers, so that immediate bar through the appropriately prepared starting semifinished product also for education of the metal foam printing medium provided in a correspond of the mold is introduced.

Das gebildete Bauteil ist dann beispielsweise ein Rohr-Körper mit hoher Steifigkeit. Durch Ausbildung von Zonen unterschiedlicher Schaum-Dichte ist es möglich, ein Bauteil mit Knochenstruktur zu schaffen. Die Schaum-Dichte ist vorzugsweise im Randbereich des Bauteils höher als in den weiter innen liegenden Bereichen. Die Schaumdichte ändert sich vorzugsweise stetig. Die Dichteverteilung des Schaumes kann insbesondere durch den Abkühlvorgang gesteuert werden.The component formed is then, for example, a tubular body with high rigidity. By forming zones of different foam density, it is possible to create a To create a component with a bone structure. The foam density is preferably in Edge area of the component is higher than in the areas located further inside. The Foam density preferably changes continuously. The density distribution of the foam can be controlled in particular by the cooling process.

Für den Fall, daß das schaumbildende Material in Form einer Beschichtung auf der zur Umformung vorgesehenen Materiallage vorbereitet ist, ist es möglich, diese Be­ schichtung ggf. aus mehreren Schichten mit unterschiedlichen Schäumeigenschaften zu bilden. Dadurch wird es möglich, insbesondere im Randbereich eine extrem trag­ fähige Zone hoher Schaumdichte auszubilden. In the event that the foam-forming material in the form of a coating on the is prepared for the intended material layer, it is possible to load this Layering, if necessary, from several layers with different foam properties to build. This makes it possible, especially in the edge area, to be extremely inert to develop a capable zone of high foam density.  

In Verbindung mit einem beispielsweise extern zugeführten, vorzugsweise gasförmi­ gen Umform-Druckmedium können auch schalenartige Bauteile oder Hohlkörper ge­ bildet werden, die eine druckumgeformte Materiallage und eine daran angrenzende Zone aus Metallschaum aufweisen.In connection with, for example, an externally supplied, preferably gaseous Shell-like components or hollow bodies can also be used against the forming pressure medium are formed, which is a pressure-formed material layer and an adjacent one Have zone of metal foam.

Die im Rahmen des Metallschaum-Druckumformvorganges umgeformte Materiallage muß nicht notwendigerweise die Außenschicht eines entsprechenden Werkstücks bil­ den.The material layer formed in the context of the metal foam pressure forming process does not necessarily have to bil the outer layer of a corresponding workpiece the.

Die Haftung des Metallschaumabschnittes an der durch den Metallschaum umgeform­ ten Materiallage kann durch entsprechende Beschichtungen der dem Metallschaum zugewandten Seitenfläche der Materiallage beeinflußt werden. Das Metallschaum- Druckmedium muß nicht unbedingt in dem Formraum gebildet werden.The adhesion of the metal foam section to that formed by the metal foam The material layer can be coated with the metal foam facing side surface of the material layer are influenced. The metal foam Print medium need not necessarily be formed in the molding space.

Claims (30)

1. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, das eine aus einem duktilen Material gebildete, im Rahmen zumindest eines Umformschrittes umgeformte Materiallage und einen aus einem Metallschaum gebildeten Abschnitt aufweist, wobei im Rahmen des Umformschrittes die Materiallage durch einen über den Metallschaum als Umform- Druckmedium aufgebrachten Umformdruck umgeformt wird.1. Process for producing a component, which is made of a ductile material formed material layer and formed in at least one forming step has a section formed from a metal foam, wherein within the Forming step the material layer through a over the metal foam as a Printing medium applied forming pressure is formed. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Materiallage durch den im und durch den Metallschaum entstehenden Umformdruck gegen eine Formwand gedrängt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the material layer by the forming pressure in and through the metal foam against one Form wall is pushed. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Materiallage sich zumindest abschnittsweise unter bleibender, plastischer Verformung an die Formwand anlegt. 3. The method according to claim 2, characterized in that the material layer at least in sections with permanent, plastic deformation Form wall creates.   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallschaum im Anschluß an den Umformvorgang der Materiallage aushärtet.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the metal foam hardens after the forming process of the material layer. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Umformen der Materiallage diese in einen Formraum eingebracht wird, derart, daß die Materiallage in dem Formraum eine erste Formraumpartition zwischen einer Formwand und der Materiallage sowie eine zweite, von der ersten Formraumpartition getrennte Formraumpartition definiert, wobei im Rahmen des Umformschrittes in die zweite Formraumpartition der Metallschaum als Umform-Druckmedium eingebracht wird und dieses die Materiallage gegen die Formwand drängt.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that for reshaping the material layer, it is placed in a molding space, such that that the material layer in the mold space a first mold space partition between a Mold wall and the material layer and a second, from the first mold space partition separate mold space partition defined, in the course of the forming step in the second mold space partition of the metal foam introduced as a forming pressure medium and this pushes the material layer against the mold wall. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Metall­ schaum in dem Formraum aushärtet.6. The method according to claim 5, characterized in that the metal foam hardens in the molding space. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Öff­ nen des Formraums die durch das Metallschaum-Druckmedium umgeformte Mate­ riallage mit einem daran angeformten Metallschaumabschnitt entnommen wird.7. The method according to claim 6, characterized in that after the opening NEN of the molding space, the mate formed by the metal foam pressure medium riallage is removed with a molded metal foam section. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallschaumdruckmedium durch eine Metall-Legierung gebildet wird, die durch ein Treibmittel aufgeschäumt wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the metal foam printing medium is formed by a metal alloy, which by a blowing agent is foamed. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibmittel aus Mitteln gebildet wird, die vor Aufschäumen der Metall-Legierung in der Metall- Legierungsmatrix enthalten sind.9. The method according to claim 8, characterized in that the blowing agent is formed from agents that are foamed in the metal Alloy matrix are included. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch in der Metall-Legierungsmatrix vorbereitete Mittel durch Erhitzen der Metallmatrix auf eine Temperatur oberhalb eines Schmelzpunktes der Metall- Legierung die Schaumbildung bewirkt wird.10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that by means prepared in the metal alloy matrix by heating the Metal matrix to a temperature above a melting point of the metal Alloy that causes foaming. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Umformung vorgesehene Materiallage vorab erhitzt wird. 11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that that the material layer intended for forming is heated in advance.   12. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens eine der Formraumpartitionen gasdicht abgeschlossen wird.12. The method according to at least one of claims 5 to 11, characterized records that at least one of the mold space partitions sealed gas-tight becomes. 13. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens eine der Formraumpartitionen im Rahmen eines vorberei­ tenden Verfahrensschrittes mit einem inerten Gas gespült wird.13. The method according to at least one of claims 1 to 12, characterized records that at least one of the mold space partitions in preparation tendency process step is flushed with an inert gas. 14. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Aufschäumen des Metallschaumdruckmediums solange erfolgt, bis die Materiallage ein weiteres Anwachsen des Metallschaumvolumens behindert.14. The method according to at least one of claims 1 to 13, characterized records that the foaming of the metal foam printing medium takes place until the material layer hinders a further increase in the volume of metal foam. 15. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Druckaufbau in dem Metallschaum-Druckmedium über den zeitli­ chen Verlauf der Metallschaumbildung gesteuert wird.15. The method according to at least one of claims 1 to 14, characterized records that the pressure build-up in the metal foam pressure medium over time Chen course of metal foam formation is controlled. 16. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Aufschäumvorgang über eine zur Schaumbildung vorgesehene Treibmittelmenge gesteuert wird.16. The method according to at least one of claims 1 to 15, characterized records that the foaming process over a foam intended Amount of propellant is controlled. 17. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Druck in dem Metallschaummedium durch ein zusätzliches Druck­ medium erhöht wird.17. The method according to at least one of claims 1 to 16, characterized records that the pressure in the metal foam medium by an additional pressure medium is increased. 18. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Materiallage aus einem vorzugsweise dünnen Metallblech gebildet wird, wobei das schaumbildende Material in Form einer Beschichtung der Materiallage vorbereitet ist.18. The method according to at least one of claims 1 to 17, characterized records that the material layer is formed from a preferably thin metal sheet is, the foam-forming material in the form of a coating of the material layer is prepared. 19. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Metallschaum-Druckmedium durch eine Aluminiumlegierung gebil­ det wird. 19. The method according to at least one of claims 1 to 18, characterized records that the metal foam pressure medium gebil by an aluminum alloy det.   20. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19, zur Herstellung eines Bauteils, das Metallschaum und eine durch den Metallschaumdruck umgeformte Materiallage (12) umfaßt mit: einem Formwerkzeug zur Bildung eines Formraumes (3), wobei das Formwerkzeug in eine Beschickungsstellung bringbar ist, zum Einbringen eines zur Bildung der Mate­ riallage vorgesehenen Ausgangsmaterials (8), und einer Metallschaum-Freiset­ zungseinrichtung zum Erzeugen oder Freisetzen eines Metallschaum-Druckmediums zum Umformen des Ausgangsmaterials (8) in dem Formraum (3).20. Apparatus for carrying out the method according to at least one of claims 1 to 19, for producing a component which comprises metal foam and a material layer ( 12 ) formed by the metal foam pressure, comprising: a mold for forming a mold space ( 3 ), the mold in a loading position can be brought in, for introducing a starting material ( 8 ) provided to form the material layer, and a metal foam releasing device for producing or releasing a metal foam printing medium for shaping the starting material ( 8 ) in the molding space ( 3 ). 21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Form­ werkzeug zumindest ein erstes Formteil und ein zumindest zweites Formteil aufweist, wobei zwischen diesen beiden Formteilen eine Werkzeug-Teilungsfläche definiert ist.21. The apparatus according to claim 20, characterized in that the shape tool has at least a first molded part and an at least second molded part, a tool division surface is defined between these two molded parts. 22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Formteil ein Formoberteil (1) bildet und daß das zweite Formteil ein Formunterteil (2) bildet und daß beide Formteile (1, 2) mit einer Heizeinrichtung (4) versehen sind, zum Aufheizen der Formteile (1, 2).22. The apparatus according to claim 21, characterized in that the first molded part forms an upper mold part ( 1 ) and that the second molded part forms a lower mold part ( 2 ) and that both molded parts ( 1 , 2 ) are provided with a heating device ( 4 ) for Heating the molded parts ( 1 , 2 ). 23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nachschiebe- oder Komprimierungseinrichtung (7) vorgesehen ist zum Komprimieren und/oder Nachfördern des Metallschaum-Druckmediums und/oder der Ausgangsmateriallage (8).23. Device according to one of claims 20 to 22, characterized in that a pusher or compression device ( 7 ) is provided for compressing and / or feeding the metal foam printing medium and / or the starting material layer ( 8 ). 24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Nach­ schiebe- oder Komprimierungseinrichtung (7) im Bereich der Werkzeugteilungsfläche vorgesehen ist.24. The device according to claim 23, characterized in that the after sliding or compression device ( 7 ) is provided in the region of the tool dividing surface. 25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß eine Entgasungseinrichtung (10) vorgesehen ist zur Entgasung der mit dem Me­ tallschaum-Druckmedium erfüllten Formraumpartition. 25. The device according to any one of claims 20 to 24, characterized in that a degassing device ( 10 ) is provided for degassing the mold space partition filled with the tall foam pressure medium. 26. Bauteil, hergestellt nach dem Verfahren gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19, bestehend aus einer aus einem duktilen Material gebilde­ ten Materiallage und einem aus Metallschaum gebildeten Materialabschnitt, wobei die Materiallage durch einen über den Metallschaum als Umform- Druckmedium aufgebrachten Umformdruck aus einer Ausgangsmateriallage druckgeformt ist.26. Component manufactured by the method according to at least one of the Claims 1 to 19, consisting of a formed from a ductile material material layer and a material section formed from metal foam, the material layer being formed by a metal foam Forming pressure applied from a starting material layer is compression molded. 27. Bauteil nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Materiallage aus einem Aluminium-Werkstoff besteht.27. The component according to claim 26, characterized in that the material layer consists of an aluminum material. 28. Bauteil nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Me­ tallschaum aus einer Aluminiumlegierung besteht.28. Component according to claim 26 or 27, characterized in that the Me tall foam consists of an aluminum alloy. 29. Bauteil nach wenigstens einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Materiallage und der aus dem Metallschaum gebildete Materialab­ schnitt haftend miteinander verbunden sind.29. Component according to at least one of claims 26 to 28, characterized indicates that the material layer and the material formed from the metal foam cut are bonded together. 30. Bauteil nach wenigstens einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Materiallage aus einem rohrförmigen oder plattenförmi­ gen Halbzeug- bzw. Ausgangsmaterial gebildet ist.30. Component according to at least one of claims 26 to 29, characterized ge indicates that the material layer consists of a tubular or plate-shaped gene semifinished or starting material is formed.
DE1997153658 1997-12-03 1997-12-03 Method for producing a component which has a material layer formed from a ductile material, as well as an apparatus for carrying out the method and a component produced by such a method Expired - Fee Related DE19753658C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1997153658 DE19753658C2 (en) 1997-12-03 1997-12-03 Method for producing a component which has a material layer formed from a ductile material, as well as an apparatus for carrying out the method and a component produced by such a method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1997153658 DE19753658C2 (en) 1997-12-03 1997-12-03 Method for producing a component which has a material layer formed from a ductile material, as well as an apparatus for carrying out the method and a component produced by such a method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19753658A1 DE19753658A1 (en) 1999-06-17
DE19753658C2 true DE19753658C2 (en) 2000-07-20

Family

ID=7850631

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1997153658 Expired - Fee Related DE19753658C2 (en) 1997-12-03 1997-12-03 Method for producing a component which has a material layer formed from a ductile material, as well as an apparatus for carrying out the method and a component produced by such a method

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19753658C2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10058521A1 (en) * 2000-11-24 2002-05-29 Interforge Klee Gmbh Method for high pressure forming, involves use of a force transfer means which consists of at least one elastically deformable plastic element with recovery capability
US6422575B1 (en) 2000-03-14 2002-07-23 L&L Products, Inc. Expandable pre-formed plug
US6471285B1 (en) 2000-09-29 2002-10-29 L&L Products, Inc. Hydroform structural reinforcement system
US6474722B2 (en) 2000-03-14 2002-11-05 L&L Products Structural reinforcement member for wheel well
US6474723B2 (en) 2000-03-14 2002-11-05 L&L Products, Inc. Heat activated reinforcing sleeve
US6668457B1 (en) 1999-12-10 2003-12-30 L&L Products, Inc. Heat-activated structural foam reinforced hydroform
DE102005062351A1 (en) * 2005-05-10 2007-05-31 Sks Sitzkomponenten Gmbh & Co. Kg Assembly in the form of a cavity molding and their use

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29904705U1 (en) * 1998-12-23 1999-06-17 Mannesmann Ag Device for producing a profile part
DE19927837C1 (en) * 1999-06-18 2001-01-25 Schwaebische Werkzeugmaschinen Method for producing a metal component from metal foam for a machine tool
US6820923B1 (en) 2000-08-03 2004-11-23 L&L Products Sound absorption system for automotive vehicles
US6419305B1 (en) 2000-09-29 2002-07-16 L&L Products, Inc. Automotive pillar reinforcement system
DE10136370B4 (en) * 2001-07-26 2005-03-31 Schwingel, Dirk, Dr. Composite material and component made therefrom consisting of a foamed metal core and solid cover sheets, and method for the production
US6729425B2 (en) 2001-09-05 2004-05-04 L&L Products, Inc. Adjustable reinforced structural assembly and method of use therefor
DE10313321B3 (en) 2003-03-25 2004-07-15 Alulight International Gmbh Production of foamed bodies, to accurate dimensions as lightweight structural components and panels, uses metal semi-finished powder metallurgy products to be heated in a mold with radiation to trigger foaming
EP2110189A1 (en) * 2008-04-18 2009-10-21 ETH Zürich Method for dieless forming of sheet metal
DE102017121513A1 (en) 2017-09-15 2019-03-21 Pohltec Metalfoam Gmbh Process for foaming metal in the liquid bath
WO2019053181A1 (en) 2017-09-15 2019-03-21 Pohltec Metalfoam Gmbh Method for foaming metal with thermal contact
DE102017121511A1 (en) 2017-09-15 2019-03-21 Pohltec Metalfoam Gmbh Process for producing a semifinished product for a composite material
DE102017121512A1 (en) 2017-09-15 2019-03-21 Pohltec Metalfoam Gmbh Process for foaming metal with thermal contact
CN113020394A (en) * 2021-03-04 2021-06-25 北京航空航天大学 Method and device for forming tubular part

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH564384A5 (en) * 1970-01-26 1975-07-31 Western Electric Co
DE4407908A1 (en) * 1994-03-09 1995-09-14 Ver Schmiedewerke Gmbh Method for forming metallic bodies by means of high pressures applied via a pressure-transmitting medium, application of the method and device therefor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH564384A5 (en) * 1970-01-26 1975-07-31 Western Electric Co
DE4407908A1 (en) * 1994-03-09 1995-09-14 Ver Schmiedewerke Gmbh Method for forming metallic bodies by means of high pressures applied via a pressure-transmitting medium, application of the method and device therefor

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6668457B1 (en) 1999-12-10 2003-12-30 L&L Products, Inc. Heat-activated structural foam reinforced hydroform
US6641208B2 (en) 2000-03-14 2003-11-04 L&L Products, Inc. Heat activated reinforcing sleeve
US6474722B2 (en) 2000-03-14 2002-11-05 L&L Products Structural reinforcement member for wheel well
US6474723B2 (en) 2000-03-14 2002-11-05 L&L Products, Inc. Heat activated reinforcing sleeve
US6482486B1 (en) 2000-03-14 2002-11-19 L&L Products Heat activated reinforcing sleeve
US6607238B2 (en) 2000-03-14 2003-08-19 L&L Products, Inc. Structural reinforcement member for wheel well
US6422575B1 (en) 2000-03-14 2002-07-23 L&L Products, Inc. Expandable pre-formed plug
US6471285B1 (en) 2000-09-29 2002-10-29 L&L Products, Inc. Hydroform structural reinforcement system
US6523884B2 (en) 2000-09-29 2003-02-25 L&L Products, Inc. Hydroform structural reinforcement system
US6575526B2 (en) 2000-09-29 2003-06-10 L&L Products, Inc. Hydroform structural reinforcement system
DE10058521A1 (en) * 2000-11-24 2002-05-29 Interforge Klee Gmbh Method for high pressure forming, involves use of a force transfer means which consists of at least one elastically deformable plastic element with recovery capability
DE102005062351A1 (en) * 2005-05-10 2007-05-31 Sks Sitzkomponenten Gmbh & Co. Kg Assembly in the form of a cavity molding and their use
DE102005062351B4 (en) * 2005-05-10 2008-08-07 Sks Sitzkomponenten Gmbh & Co. Kg Assembly in the form of a cavity molding and their use

Also Published As

Publication number Publication date
DE19753658A1 (en) 1999-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19753658C2 (en) Method for producing a component which has a material layer formed from a ductile material, as well as an apparatus for carrying out the method and a component produced by such a method
EP1064188B1 (en) Hollow profile with inner reinforcement and method for producing said hollow profile
DE2200874A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR ATTACHING INTERNAL CALIBRATED SOCKET SOCKETS WITH SEALING SEAL TO PIPES MADE OF THERMOPLASTIC PLASTIC
DE19653509A1 (en) Frame structure for vehicle body
WO2000038863A1 (en) Method and device for producing a profiled part consisting of metal foam and sheet metal
EP0588182B1 (en) Thermally and acoustically insulating composite element, manufacturing method thereof and its use
DE3343210C1 (en) Method and device for the production of compacted shaped bodies
DE102007006156B3 (en) Making composite with component bonded to foamed body, for e.g. reinforcement, introduces thermally-foamable pressing into cavity of component, deforms, bonds and heats
EP1101590A1 (en) Method of manufacturing a sandwich-type body part for a vehicle
EP1086012B1 (en) Method for reinforcing a cavity of a motor vehicle structural member
DE2733925C2 (en) Process for making composite extrusions
EP1000690B1 (en) Process for preparing a foamable semi-finished product
EP1196259B1 (en) Component comprised of a composite material containing a formable metallic material and method for producing the same
DE19509018B4 (en) Method for producing lightweight and rigid composite parts and parts produced by this method
EP1008406A2 (en) Method for the production of a hollow article filled with a light-metal foam structure
DE19713074C2 (en) Method for producing the support body for a headrest of a motor vehicle seat
EP1623771B1 (en) Method of manufacturing a compound tube
DE102007018281A1 (en) Tool for hydroforming, comprises tool base body with suitable deformation chamber for hydroforming, and heating unit is provided for heating of deformation chamber
DE19727599B4 (en) Method for producing metal wheels
EP2470345B1 (en) Method for producing a composite component
DE2556061A1 (en) Thin walled precision tube - made of metal powder by hot isostatic press forming inside autoclave in sheet metal mould
DE19905124C1 (en) Method and device for producing a profile part
DE102006038930A1 (en) Manufacturing composite component for vehicle, places metal tube in mold cavity, pressurizes it internally and injection-molds plastic around it
EP1208955A1 (en) Injection moulding with variable cavity for making corks
EP1657007B1 (en) Method for forming workpieces

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8363 Opposition against the patent
8365 Fully valid after opposition proceedings
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R079 Amendment of ipc main class

Ipc: B21D0026053000

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B21D0026000000

R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B21D0026000000

Ipc: B21D0026053000

Effective date: 20140911

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20140701