Im Rahmen des Gemeinschaftsvorhabens >Trennen und Fügen höchstfester Stähle< wird die EMPT (elektromagnetische Pulsformtechnologie) am Fraunhofer-IWU, Chemnitz, (DE), zum Lochen und Beschneiden von Strukturbauteilen aus formgehärteten Blechen, beispielsweise B-Säulen für PKW, untersucht. Die elektromagnetischen Felder werden mit Hilfe einer Spule auf den umzuformenden Werkstückbereich aufgebracht. Die hierzu notwendigen Ströme liegen im Bereich zwischen 100 kA und 2000 kA und werden von einem Pulsgenerator erzeugt, der im Prinzip aus einer Kondensatorbatterie, einer Ladeeinrichtung und Hochstromschaltern besteht. Der Pulsgenerator wird mit einer entsprechenden Last in Form einer Spule verbunden. Beim Schließen der Schalter entladen sich innerhalb weniger Mikrosekunden die Kondensatoren über diese Spule, so dass ein hoher, gepulster Strom fließt. Die Schalter schließen einen elektrischen Schwingkreis. Dieser Vorgang führt zu einem sinusförmigen Stromfluss mit wechselndem Vorzeichen, der durch die ohmschen Widerstände des EMPT-Systems gedämpft wird. Die Entladefrequenz liegt im Bereich einiger 10 kHz. Das Aufladen der Kondensatoren erfolgt innerhalb eines Zeitraums von zirka 5 s. Die Arbeitsspule induziert in das Werkstück einen zur Spule gegenläufigen Stromfluss. Zwischen Spule und Werkstück entsteht ein magnetischer Druck, der bis zu einige 100 N/mm2 erreichen kann. Die begrenzende Größe ist vor allem die Festigkeit der Spule. Als Randbedingungen für einen sicheren Schneidprozess wurde eine Ausgangsblechdicke von 0,9 mm definiert, so dass für das Schneiden ein direkt wirkender Druck von 350 MPa aufzubringen war. Im Rahmen der 1. experimentellen Untersuchungen hielt die Spule den Beanspruchungen stand (Standzeit mehr als 1000 Pulse).Die Lochgeometrie wurde bei Aluminium vollständig geschnitten, bei Stahl verblieb aufgrund des geschlitzten Feldformers ein ungeschnittener Reststeg. USIBOR1500 ließ sich aufgrund des fehlenden Druckes nicht schneiden. Verbesserungen der Magnetspule führten zu einer Senkung der Induktivität um etwa 1/3 und ermöglichten einen höheren Maximalstrom. Damit konnte mit Hilfe von 10 kV-Pulsgeneratoren der PST Products, Alzenau, (DE), ein höherer Entladestrom erzielt und erfolgreich das Schneiden des 22MnB5 realisiert werden. Die dafür im Spulenquerschnitt wirkende Energie betrug 19000 J. Mittels EMPT geschnittene Bauteile weisen gegenüber stempelgebundenen Schneidprozessen einen recht hohen Kanteneinzug bei nahezu keinem Schnittgrat auf. Der Vorteil des Verfahrens liegt vor allem in der berührungslosen Druckaufbringung.


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    Title :

    Gepulste elektromagnetische Felder schneiden hochfeste Bleche


    Contributors:


    Publication date :

    2010


    Size :

    4 Seiten, 7 Bilder, 5 Quellen



    Type of media :

    Article (Journal)


    Type of material :

    Print


    Language :

    German




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