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WO2020114703A1 - Verfahren zur warmumformung eines, insbesondere plattenförmigen, halbzeugs - Google Patents

Verfahren zur warmumformung eines, insbesondere plattenförmigen, halbzeugs Download PDF

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Publication number
WO2020114703A1
WO2020114703A1 PCT/EP2019/080427 EP2019080427W WO2020114703A1 WO 2020114703 A1 WO2020114703 A1 WO 2020114703A1 EP 2019080427 W EP2019080427 W EP 2019080427W WO 2020114703 A1 WO2020114703 A1 WO 2020114703A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
shielding
shielding device
semifinished product
semi
sections
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2019/080427
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Joerg Kutter
Ruediger Striefler
Thomas Auer
Ulrich Schmid
Lisa-Marie Menter
Georgios Kalaitzidis
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.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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 Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to US17/295,944 priority Critical patent/US11878333B2/en
Priority to CN201980067415.1A priority patent/CN112840040B/zh
Publication of WO2020114703A1 publication Critical patent/WO2020114703A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C21D1/673—Quenching devices for die quenching
    • 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
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/02—Stamping using rigid devices or tools
    • B21D22/022—Stamping using rigid devices or tools by heating the blank or stamping associated with heat treatment
    • 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
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    • B21D22/20—Deep-drawing
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J1/00—Preparing metal stock or similar ancillary operations prior, during or post forging, e.g. heating or cooling
    • B21J1/06—Heating or cooling methods or arrangements specially adapted for performing forging or pressing operations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2221/00—Treating localised areas of an article
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    • C21D2221/01—End parts (e.g. leading, trailing end)
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    • C21D2221/00—Treating localised areas of an article
    • C21D2221/02—Edge parts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2221/00—Treating localised areas of an article
    • C21D2221/10—Differential treatment of inner with respect to outer regions, e.g. core and periphery, respectively

Definitions

  • the invention relates to methods for hot forming a, in particular plate-shaped, semi-finished product to form a component, in particular a motor vehicle component, comprising (a) heating the semi-finished product to be reformed in a heating process, wherein during the heating process the semi-finished product introduces heat from at least one heat source experiences and (b) a shaping of the heated semi-finished product in a shaping shaping process.
  • hot forming i. H. a metal is formed above its recrystallization temperature, during a form hardening.
  • the semi-finished product or a circuit board to be reformed is heated.
  • the heated semi-finished product is subjected to a forming process in the heated state, e.g. B. a deep drawing process.
  • the invention has for its object to provide a method which, in particular with a view to a simple and quick and inexpensive measure, allows the material properties of a component produced in a hot forming process, in particular in a mold hardening process, to be formed differently depending on the area.
  • the object is achieved by a method for hot forming a, in particular plate-shaped, semi-finished product to form a component.
  • the dependent claims relate to possible embodiments of the method.
  • the invention relates to a method for hot forming a, in particular plat-shaped, semi-finished product to form a component, in particular a motor vehicle component, comprising (a) heating the semi-finished product to be formed in a heating process, the semi-finished product introducing heat from at least one during the heating process Heat source experiences and (b) a shaping of the heated semi-finished product in a shaping shaping process.
  • the method is characterized in that during the heating of the semifinished product between the heat source and the semifinished product, a shielding device is arranged to shield the semifinished product at least in sections such that a first semifinished product section is heated differently from a second semifinished product section.
  • the process for hot forming preferably relates to a direct or indirect hot forming process, in which case a semi-finished product, also referred to as a blank, for example a metal sheet, is heated to a temperature of approximately 950 ° C. and cooled during shaping, in particular in a deep-drawing tool.
  • the semi-finished product is heated in a heating process, whereby the semi-finished product experiences a heat input generated by a heat source.
  • the semifinished product can, for example, be cut out of an endless belt and, after the cutting process, preferably at least in sections already have the two-dimensional basic shape of the finished component.
  • a three-dimensional component is formed from the semifinished product by means of a forming process, in particular a deep-drawing process.
  • Direct hot forming is characterized by the fact that the final component shape is produced in just one forming process.
  • the deep-drawing process can be carried out, for example, using a hold-down device, a stamp and a die, it being possible for at least the punch and / or the die to be provided with cooling channels in order to at least partially cool the semi-finished product during the deep-drawing process or to discharge heat to reach from the heated semi-finished product.
  • the semifinished product can consist, for example, of a steel, in particular of a boron-manganese-steel alloy.
  • a shielding device is arranged or formed between the at least one heat source and the semifinished product during the heating of the semifinished product before it is formed that the semifinished product is thermally shielded by the shielding device at least in sections or regions. It is thereby achieved that a first semifinished section is heated differently from a second semifinished section by the at least one heat source.
  • the at least partial shielding of the semi-finished product by the shielding device ensures that a first region of the semi-finished product can withstand a first amount of heat.
  • Amount of heat input and a second area of the semi-finished product takes a second, different from the first heat amount of heat input. Because different areas of the semifinished product are tempered differently, the properties, in particular the material properties, of the semifinished product after heating are different depending on the area. After a semi-finished product heated in this way has undergone a forming process, the resulting component also has different properties depending on the area, in particular different component properties depending on the area.
  • the deliberately different tempering of the semi-finished product can also be used to achieve a targeted, area-dependent, different behavior of the semi-finished product within the forming process, in particular within the deep-drawing process.
  • the shielding device can extend, at least with its heat-shielding regions, to partial regions both in the longitudinal and in the transverse direction of a semi-finished product.
  • a shielding device can be arranged or designed or designed such that two or more separate areas are thermally shielded from the shielding device against the heat source along a longitudinal and / or transverse axis of a semifinished product.
  • the component is thermally shielded at least in sections by the shielding device during heating such that a first component section has a temperature in a first temperature range and a second component section has a second temperature in a second temperature range that is different from the first.
  • the first temperature range is preferably in the range from 750 to 1100 ° C, preferably in the range from 775 and 1050 ° C, particularly preferably in the range from 800 to 975 ° C
  • the second temperature range in the range from 500 to 950 ° C, preferably in the range from 600 ° to 950 °, particularly preferably in the range from 650 ° C to 850 ° C.
  • the specified value range can preferably be provided with the condition that a first semi-finished section, which is not shielded by the shielding device, is heated to a temperature range which is at least 10 ° C. higher than a second semi-finished section.
  • a temperature range which is at least 10 ° C. higher than a second semi-finished section.
  • at least one semi-finished product section is heated to, for example, 930 ° C. and is thereby transferred into the austenitic area. leads.
  • This semi-finished product is then in a z. B. water or oil-cooled tool (z. B. deep-drawing tool) used, reshaped or held and thus cooled down to about 100-200 ° C in a short time. This heat treatment creates a martensitic structure.
  • the hot stamping makes the component firmer. In this course, however, the elongation at break decreases, ie the component becomes brittle. Due to the fact that the semi-finished product is at least partially warmed by shielding by means of the shielding device, no increase in strength is achieved in this area than in the unshielded area.
  • the shielded area has a more ductile or plastic behavior after heating than the unshielded area. In other words, a lower heat input takes place in the at least one area of the semi-finished product shielded by the shielding device, so that different zones or a mixed structure is created, which in turn has an influence on the structural properties during the subsequent hot forming.
  • the dimensional accuracy of the components can be guaranteed to a high degree, since the forming and cooling take place in one process, within the forming tool.
  • Such components can be used for example in motor vehicles.
  • Such components are particularly suitable for use as a vehicle component tailored to a crash scenario, since in the event of a crash there is a higher energy absorption capacity due to the areas with increased ductile or plastic behavior.
  • At least one shielding device can advantageously be used, which is formed at least in sections from a heat-insulating material and / or from a heat-insulating material structure, in particular the shielding device is at least in sections from (a) a material and / or a material structure with a thermal conductivity in the range of 0.03 to 0.25 W / mK, preferably in the range from 0.08 to 0.20 W / mK, particularly preferably in the range from 0.11 to 0.15 W / mK, at an average temperature of 800 ° C. and / or (b) a material and / or a material structure with a linear shrinkage behavior of less than 8%, preferably less than 6%, particularly preferably less than 4%, at 1,100 ° C.
  • Such a material or material structure ensures an effective shielding due to the thermal insulating property and the temperature resistance. tion of the part of the semi-finished product to be shielded during the heating and thus the achievement of a different heat input into the semi-finished product. Resistance to temperature changes can be advantageous, since this means that a defined area of the semi-finished product is subject to less heating, and this also over several heat cycles. This means, for example, that when the shielding device is used for a large number of heating processes, the semi-finished products to be heated are given a similar or identical area-specific temperature control or thermal shielding.
  • the at least one shielding device can be formed at least in sections from fibers or from a fibrous material, the shielding device preferably has at least sections of natural fibers and / or chemical fibers, particularly preferably the screening device has at least sections of fibers made of inorganic substances.
  • inorganic fibers can include, for example, at least sections of ceramic fibers, quartz fibers, glass fibers, basalt fibers, carbon fibers, in particular made of silicate fibers, in particular aluminum-silicate fibers, and / or a glass fiber material.
  • At least one shielding device can be formed at least in sections from a porous material and / or from a porous material structure.
  • the shielding device in particular a shielding means, can be formed or manufactured from a melting process, a sintering process or a foaming process.
  • the porous material and / or the porous material structure can be formed at least in sections from ceramic and / or steel, preferably the shielding device is formed at least in sections from porcelain and / or from a corrosion-resistant steel.
  • a corrosion-resistant steel the use of a heat-insensitive steel, ie a steel with a small expansion, can behave as advantageous.
  • At least one shielding device which has at least a first shielding section with a first heat shielding property and a second with a shielding section that has a different heat shielding property from the first shielding section; the different heat shielding property is preferably distinguished by a different one Thermal insulation property or ability and / or a different heat storage property or ability and / or a different thermal conductivity property or ability.
  • the semifinished product has at least three areas that are heated differently by the heat source.
  • a first area of the semi-finished product, provided without a shielding device, can be heated unhindered by the heat source, so that this area absorbs a first amount of heat.
  • a second area shielded by a first shielding portion of the heating device can be thermally shielded in a first degree in such a way that a second amount of heat which is less than the first amount of heat of the unshielded area is absorbed by it.
  • a third area which is shielded from the heat source by a second shielding section, it can be thermally shielded in a second manner, different from the first, in such a way that a third amount of heat amount different from the first and second heat amounts is absorbed by it.
  • the at least two shielding sections can be achieved, for example, in that the shielding device for the respective shielding section has at least one difference with regard to the material and / or the material structure and / or the arrangement and / or the volume and / or the weight and / or the geometry .
  • the at least one shielding device can have at least a first shielding section with a first shielding means receiving unit for receiving a first shielding means and a second shielding section with a second shielding means receiving unit for receiving a second shielding means, preferably the at least two shielding means are in their material and / or Material structure and / or arrangement and / or volume and / or weight and / or geometry designed differently.
  • the shielding means receiving unit can be formed, for example, as a container, preferably provided with at least one recess in the surface facing the semi-finished product and / or the heat source.
  • the shielding means can be arranged in the container.
  • the at least one recess allows a defined supply and / or transfer of heat from the heat source to the semi-finished product or to the shielding means.
  • a shielding means receiving unit is cage-like, the shielding means being inserted in the inner region of the shielding means receiving unit.
  • the shielding means can be non-positively, positively and / or cohesively fastened in the shielding means receiving unit.
  • the shielding means is positively and / or non-positively fixed in the shielding medium receiving unit by at least one holding element.
  • the shielding device can comprise at least one holding means holding or supporting a shielding means, preferably the holding means is arranged or designed in such a way that the at least one shielding means is at least partially inhibited against thermal expansion.
  • the holding means is designed so stiff and firm that the material, form and / or cohesive shielding means preventing it from thermal expansion or that its thermal expansion is carried out to a reduced extent. It is thereby achieved that a shielding means remains constant in relation to the semi-finished product in its geometry and / or position or direction despite thermal exposure.
  • a holding means surrounds the shielding means on at least two opposite side areas, preferably on two side areas oriented at right angles to the longitudinal extent of a semifinished product.
  • the shielding device can be designed such that, during the heating of the semi-finished product, the semi-finished product is thermally shielded at least in sections on an upper side and at least in sections on a lower side.
  • the shielding device preferably shields the semifinished product in a congruent and / or opposite shielding area on the upper and lower sides thereof.
  • the shielding device can at least partially encompass the semifinished product during heating. So that will both a top and a bottom of the semi-finished product are thermally shielded at the same time by the shielding device.
  • the shielding device is c-shaped at least in sections.
  • the shielding device preferably has two free legs which are spaced apart by a maximum of 15 mm, preferably a maximum of 10 mm, particularly preferably a maximum of 5.5 mm.
  • the semifinished product can be arranged at least in sections during the heating process in the heating process.
  • the shielding device preferably has a stiffening means on the top and / or on the underside, which is designed such that the upper and / or lower leg of the c-shaped shielding device does not undergo any deformation, whether due to its own weight and / or due to the thermally changing Stress.
  • at least one stiffening means which is optimized with regard to its temperature insensitivity can prevent the shielding device connected to the stiffening means, in particular stiff, from being warped due to temperature fluctuations.
  • the semifinished product is arranged on a, in particular lattice-like, product support, in particular lying on top, is fed to a heating area and the heating of the semifinished product takes place in the heating area, preferably the shielding device with the product carrier can be detached, in particular, by a fastening device detachable, attachable.
  • the shielding device is particularly preferably attachable in the manner of a grid to at least two areas of the goods carrier, in particular temporarily.
  • the goods carrier facilitates a displacement of the semifinished product, so that at least one semifinished product located on a goods carrier can be moved into and out of the heat region by moving the product carrier.
  • the fact that the shielding device can be fastened outside the heating area to the goods carrier means that the heating area can be used for other heating processes during assembly and / or disassembly of the shielding device on the goods carrier.
  • the goods carrier can preferably have at least two fastening positions and / or fastening orientations of the shielding device corresponding shielding device receiving device. This ensures that a shielding device can be connected to the speaking mounting positions and / or mounting orientations can be easily and conveniently attached to the goods carrier.
  • the at least two fastening devices, in particular arranged on the goods carrier can be present in the manner of a grid on the goods carrier and / or on the shielding device.
  • the fastening device of the goods carrier can indirectly or indirectly receive and / or fasten a shielding device at least in sections.
  • the at least one product carrier comprises at least one shielding device receiving device, in which a screening device can be received at least temporarily and / or in sections, preferably the shielding device receiving device is arranged and / or designed such that a thermal expansion of at least one in the screening device receiving device shielding device is reduced or prevented.
  • the shielding device receiving device is arranged or formed on the goods carrier, the goods carrier can be quickly equipped with a shielding device.
  • the shielding device receiving device can also be detachably connected to the goods carrier. In this case, the shielding device for receiving the direction can be fastened to the goods carrier at at least two predefined fastening locations, in particular according to a grid structure.
  • the semi-finished product used can have, for example, a thickness of 0.1 to 4.0 mm, preferably a thickness of 1.5 to 3.2 mm, particularly preferably a thickness of 2.2 to 2.6 mm.
  • the semi-finished product can be made of metal at least in sections, preferably the semi-finished product is made of steel at least in sections, particularly preferably the semi-finished product is made of hot-formed steel at least in sections.
  • a hot-forming steel can, for example, a hot-forming steel such as. B. a, preferably Zn (zinc) coated, boron-manganese steel, in particular a boron-manganese steel 22MnB5 is used.
  • a CR300MB in particular a CR300MB-UC, or a CR380MB, in particular a CR380MB GI70 / 70, can be used.
  • the invention also relates to a shielding device for at least partial thermal shielding of a semi-finished product.
  • Figure 1 is a schematic representation of a product carrier, a shielding device and a heating table according to an embodiment.
  • FIG. 2 shows a basic illustration of a shielding device arranged on a goods carrier according to an exemplary embodiment
  • FIG. A schematic representation of a semi-finished product arranged in an interior of a shielding device according to an embodiment.
  • the figures show basic representations of the essential parts of an exemplary device for executing a method for hot forming a, in particular special plate-shaped, semi-finished product 1 to form a component (not shown), in particular a motor vehicle component, comprising (a) heating the semi-finished product 1 to be formed in one Heating process, whereby during the heating process the semi-finished product 1 experiences a heat input 2, 2 '(indicated in the figures as heat rays) starting from at least one heat source 3, 3' and (b) a forming of the heated semi-finished product 1 in a shaping forming process (not shown), wherein during the heating of the semifinished product 1 between the heat source 3, 3 'and the semifinished product 1 a shielding device 4 such that the semifinished product 1 is at least partially thermally shielded such that a first semifinished product section 5 is heated differently from a second semifinished product section 6 .
  • the heat sources 3, 3 ' are shown schematically in the figures, these can preferably extend over the entire length 7 of the semifinished product 1 and / or over the entire length 8 of a heating table 9 or in each case beyond.
  • the semifinished product 1 is during the heating thermally shielded at least in sections by the shielding device 4 such that a first semi-finished section 5 has a temperature in a first temperature range and a second semi-finished section 6 has a second temperature in a second temperature range that is different from the first, preferably the first temperature range lies in Range of 750 to 1 100 ° C, preferably in the range of 775 and 1050 ° C, particularly preferably in the range of 800 and 975 ° C, and the second temperature range in the range of 500 to 950 ° C, preferably in the range of 600 ° to 950 °, particularly preferably in the range from 650 ° C to 850 ° C.
  • the at least one shielding device 4 is formed, at least in sections, from a heat-insulating material and / or from a heat-insulating material structure.
  • the shielding device 4 is made, at least in sections, of (a) a material and / or a material structure with a thermal conductivity in the range from 0.03 to 0.25 W / mK, preferably in the range from 0.08 to 0.20 W / Material component, particularly preferably in the range from 0.1 1 to 0.15 W / mK, at an average temperature of 800 ° C. and / or (b) a material and / or a material structure with a linear shrinkage behavior of less than 8%, is preferred of less than 6%, particularly preferably less than 4%, at 1,100 ° C. after 24 hours.
  • the shielding device 4 can be formed at least in sections from fibers, preferably the shielding device 4 has at least sections of natural fibers and / or chemical fibers, particularly preferably the shielding device 4 has at least sections of fibers made of inorganic substances.
  • inorganic fibers can include, for example, at least sections of ceramic fibers, quartz fibers, glass fibers, basalt fibers, carbon fibers, in particular made of silicate fibers and / or a glass fiber material.
  • the shielding device 4 can be formed at least in sections from a porous material and / or from a porous material structure.
  • the at least one shielding device 4 can have at least one first shielding section 10 with a first heat shielding property and a second shielding section 11 with a heat shielding property different from the first shielding section 10.
  • the shielding device 4 has three shielding sections 10, 11, 12 arranged or formed next to one another. These shielding sections 10, 11, 12 can preferably differ in terms of different heat shielding properties (for example, different heat insulating properties and / or different heat storage properties and / or different thermal conductivity properties).
  • the shielding device 4 extends over the entire width 26 of the semifinished product 1, it may also be expedient that the shielding device 4 and / or at least the heat-insulating region of the shielding device 4 does not extend over the entire width 26 of the semifinished product 1 extends.
  • the shielding device 4 can have a first shielding section 10 with a first shielding means receiving unit (not shown) for receiving a first shielding means (not shown) and a second shielding section with a second shielding means receiving unit for receiving a second shielding means, preferably the at least two shielding means are in the latter Material and / or material structure and / or arrangement and / or volume and / or weight and / or geometry are designed differently. This makes it possible to provide a shielding device 4 which, depending on the area, is equipped with different shielding means, depending on the area, with regard to its thermal insulation behavior.
  • the shielding device 4 can comprise at least one support means (not shown) supporting a shielding means, preferably the support means is arranged or designed such that thermal expansion of at least one shielding means is reduced or prevented.
  • the shielding device can thus comprise 4 elements which make it possible to reduce or prevent the thermal expansion of the shielding means.
  • the shielding device 4 can be designed or configured in accordance with the exemplary embodiment shown such that during the heating of the semifinished product 1 by the heat sources 3, 3 ', the semifinished product 1 is thermally shielded at least in sections on an upper side 13 and at least in sections on an underside 14 is, preferably the Ableeinrich device 4 shields the semifinished product 1 in a congruent and / or opposite shielding area on its top and bottom 13, 14 from thermal.
  • the shielding device can be configured, for example, in a C-shape.
  • the two free legs 15, 16 of the c-shape can have a maximum distance of 15 mm, preferably 10 mm, particularly preferably 5.5 mm.
  • the semi-finished product 1 can be arranged at least in sections during the heating in the heating process. Through the opening 27 forming the area of the c-shaped shielding device 4, the plate-shaped semi-finished product 1 can be inserted or introduced into the interior 17 of the shielding device 4 and can be taken out or removed.
  • the semifinished product 1 can be arranged on a, in particular grid-like, article carrier 18, in particular lying on top, supplied to a heating area, the heating of the semifinished product 1 taking place in the heating area, preferably the shielding device 4 with the article carrier 18 via a fastening device 19, in particular being detachable , attachable.
  • the shielding device 4 can be fastened in the manner of a grid to at least two areas of the goods carrier 18, in particular temporarily.
  • the goods carrier 18 has support sections 20, 20 ′, 20 ′′ for supporting a semifinished product 1 placed on the goods carrier 18.
  • the support sections 20, 20 ', 20 "have a small contact area, in particular punctiform or point-like contact areas with the semifinished product 1 to be placed on the goods carrier 18.
  • the wa carrier 18 can be provided with a holding device 28 in order to grip or move the goods carrier 18 by a manipulator (not shown) or a tool (not shown).
  • the holding device 28 can, for example, as can be seen in FIG. 2, as an eyelet arranged in the lattice structure, preferably as a single piece with the lattice structure, in particular with a support function comparable to the support sections 20, 20 ', 20 "for an attachment Semi-finished product 1 can be designed.
  • the at least one goods carrier 18 can preferably comprise at least one shielding device receiving device 21, into which a shielding device 4 can be at least temporarily accommodated, preferably the shielding device receiving device 21 is arranged or designed such that a thermal expansion of at least one shielding device 4 accommodated in the shielding device receiving device 21 reduces or is prevented. From the shielding device receiving device 21 can touch the shielding device 4 at least on two opposite sides of the shielding device 4 and thus prevent or reduce the expansion of the shielding device 4 at least in this direction.
  • the shielding device receiving device 21 is in the form of two elongate, plate-like and grid-like receiving elements 22, 22 ', which are fastened to the article carrier 18 in a positive, material and / or non-positive manner.
  • the receptacles 22, 22 ' can be fastened to at least two predefined, in particular grid-like, at orderly fastening locations of the goods carrier.
  • the shielding device 4 is inserted between these two receiving elements 22, 22 ', preferably without play, and consequently inhibited or prevented from expanding in at least one direction, shown here, for example, in the longitudinal direction 23 of the goods carrier 18 shown.
  • the receiving elements 22, 22 ' likewise have a c-shape, the semi-finished product 1 being temporarily arranged in the inner region of the c-shaped receiving elements 22, 22', cf. Fig. 3.
  • the two receiving elements 22, 22 ' are connected via, preferably rod-shaped, holding means 24, 24', 24 ".
  • the holding means 24, 24 ', 24 can the shielding device between the receiving Hold or fix measuring elements 22, 22 'and / or inhibit a relative movement of the receiving elements 22, 22' at least in one spatial direction.
  • the at least one holding means 24, 24 ′, 24 ′′ is preferably arranged or designed in such a way that the at least one shielding device 4 is at least partially inhibited against thermal expansion.
  • the holding means 24, 24 ′, 24 ′′ is designed so stiff and firm that the shielding device 4 connected to it in a material, positive and / or integral manner is inhibited against its thermal expansion or is prevented.
  • a shielding device 4 remains constant with respect to the semi-finished product in terms of its geometry and / or position and / or orientation despite the thermal action during the heating.
  • the holding means 24, 24 ', 24 can prevent or reduce a relative movement of the shielding device 4 with respect to the receiving elements 22, 22' and / or with respect to the goods carrier 4.
  • the gap dimension of the c-shaped opening 27 or the distance between the two legs 15, 16 of the c-shaped shielding device 4 can be kept constant or at least approximately constant.
  • the holding means 24, 24 ', 24 ′′ are designed as threaded rods provided with nuts on the end.
  • the shielding device receiving device 21 can be designed, for example, as at least one support template for a heat absorber mass or heat-absorbing mass, for the shielding means and / or for the shielding device 4.
  • the semifinished product 1 can have a thickness 25 or a sheet thickness of 0.1 to 4.0 mm, preferably a thickness 25 of 1.5 to 3.2 mm, particularly preferably a thickness 25 of 2.2 to 2.6 mm.
  • the semifinished product 1 can be formed at least in sections from metal, preferably the semifinished product 1 is formed at least in sections from steel, particularly preferably the semifinished product is formed at least in sections from a hot-forming steel.

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Abstract

Verfahren zur Warmumformung eines, insbesondere plattenförmigen, Halbzeugs (1) zur Bildung eines Bauteils, insbesondere eines Kraftfahrzeugbauteils, umfassend - Erwärmen des umzuformenden Halbzeugs (1) in einem Erwärmungsprozess, wobei während des Erwärmungsprozesses das Halbzeug (1) einen Wärmeeintrag ausgehend von wenigstens einer Wärmequelle (3, 3') erfährt und - Umformen des erwärmten Halbzeugs (1) in einem formgebenden Umformprozess, wobei während des Erwärmens des Halbzeugs (1) zwischen der Wärmequelle (3, 3') und dem Halbzeug (1) eine Abschirmeinrichtung (4) derart das Halbzeug (1) zumindest abschnittsweise thermisch abschirmend angeordnet wird, dass ein erster Halbzeugabschnitt (5) unterschiedlich zu einem zweiten Halbzeugabschnitt (6) erwärmt wird.

Description

Verfahren zur Warmumformung eines, insbesondere plattenförmigen, Halbzeugs
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Warmumformung eines, insbesondere platten förmigen, Halbzeugs zur Bildung eines Bauteils, insbesondere eines Kraftfahrzeug bauteils, umfassend (a) ein Erwärmen des umzuformenden Halbzeugs in einem Erwärmungsprozess, wobei während des Erwärmungsprozesses das Halbzeug ei nen Wärmeeintrag ausgehend von wenigstens einer Wärmequelle erfährt und (b) ein Umformen des erwärmten Halbzeugs in einem formgebenden Umformprozess.
Entsprechende Verfahren zur Warmumformung eines, insbesondere plattenförmi gen, Halbzeugs zur Bildung eines Bauteils sind aus dem Stand der Technik dem Grunde nach bekannt. Beispielsweise findet eine Warmumformungen, d. h. eine Umformung eines Metalls oberhalb dessen Rekristallisationstemperatur, bei einem Formhärten statt. Hierzu erfolgt in einem ersten Schritt ein Erwärmen des umzufor menden Halbzeugs bzw. einer Platine. Das erwärmte Halbzeug wird im erwärmten Zustand einem Umformprozess unterzogen, z. B. einem Tiefziehprozess.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches ins besondere im Hinblick auf eine einfache und schnelle sowie kostengünstige Maß nahme die Materialeigenschaften eines in einem Warmumformverfahren, insbeson dere in einem Formhärteverfahren, hergestellten Bauteils bereichsabhängig unter schiedlich ausbilden lässt.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Warmumformung eines, insbesondere plattenförmigen Halbzeugs zur Bildung eines Bauteils gemäß Anspruch 1 gelöst. Die hierzu abhängigen Ansprüche betreffen mögliche Ausführungsformen des Ver fahrens.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Warmumformung eines, insbesondere plat tenförmigen, Halbzeugs zur Bildung eines Bauteils, insbesondere eines Kraftfahr zeugbauteils, umfassend (a) ein Erwärmen des umzuformenden Halbzeugs in ei nem Erwärmungsprozess, wobei während des Erwärmungsprozesses das Halbzeug einen Wärmeeintrag ausgehend von wenigstens einer Wärmequelle erfährt und (b) ein Umformen des erwärmten Halbzeugs in einem formgebenden Umformprozess. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass während des Erwärmens des Halb zeugs zwischen der Wärmequelle und dem Halbzeug eine Abschirmeinrichtung derart das Halbzeug zumindest abschnittsweise thermisch abschirmend angeordnet wird, dass ein erster Halbzeugabschnitt unterschiedlich zu einem zweiten Halb zeugabschnitt erwärmt wird. Das Verfahren zur Warmumformung betrifft vorzugs weise ein direktes oder indirektes Warmumformverfahren, hierbei wird ein auch als Platine bezeichnetes Halbzeug, beispielsweise ein Metallblech, auf eine Temperatur von ca. 950 °C erwärmt und während der Formgebung, insbesondere in einem Tief ziehwerkzeug, abgekühlt. Die Erwärmung des Halbzeugs erfolgt in einem Erwär mungsprozess wobei das Halbzeug einen, von einer Wärmequelle erzeugten, Wär meeintrag erfährt. Das Halbzeug kann beispielsweise aus einem Endlosband her ausgeschnitten sein und nach dem Schneideprozess vorzugsweise bereits zumin dest abschnittsweise die zweidimensionale Grundform des fertigen Bauteils aufwei sen. Aus dem Halbzeug wird durch einen Umformprozess, insbesondere einem Tiefziehprozess, ein dreidimensionales Bauteil geformt. Das direkte Warmumformen zeichnet sich dadurch aus, dass die endgültige Bauteilform in nur einem Umform vorgang hergestellt wird. Der Tiefziehprozess kann beispielsweise unter Verwen dung eines Niederhalters, eines Stempels sowie einer Matrize erfolgen, wobei vor zugsweise zumindest der Stempel und/oder die Matrize mit Kühlkanälen versehen sein können, um das Halbzeug während des Tiefziehprozesses zumindest be reichsweise zu kühlen bzw. um einen Wärmeaustrag aus dem erwärmten Halbzeug zu erreichen. Das Halbzeug kann beispielsweise aus einem Stahl, insbesondere aus einer Bor-Mangan-Stahl-Legierung, bestehenden.
Um bereichsabhängig unterschiedliche Eigenschaften des Halbzeugs und damit auch unterschiedliche Eigenschaften des aus dem Halbzeug gefertigten Bauteils zu erreichen kann es vorgesehen sein, dass während des Erwärmens des Halbzeugs, vor dessen Umformung, zwischen der wenigstens einen Wärmequelle und dem Halbzeug eine Abschirmeinrichtung derart angeordnet oder ausgebildet ist, dass das Halbzeug zumindest abschnittsweise bzw. bereichsweise durch die Abschir meinrichtung thermisch abgeschirmt wird. Damit wird es erreicht, dass ein erster Halbzeugabschnitt unterschiedlich zu einem zweiten Halbzeugabschnitt durch die wenigstens eine Wärmequelle erwärmt wird. Mit anderen Worten wird durch die zumindest abschnittsweise Abschirmung des Halbzeugs durch die Abschirmeinrich tung erreicht, dass ein erster Bereich des Halbzeugs einen ersten Wärmemengen- betrag des Wärmeeintrags und ein zweiter Bereich des Halbzeug einen zweiten, von dem ersten unterschiedlichen Wärmemengenbetrag des Wärmeeintrags auf nimmt. Dadurch, dass unterschiedliche Bereiche des Halbzeugs unterschiedlich temperiert werden wird erreicht, dass die Eigenschaften, insbesondere die Materi aleigenschaften, des Halbzeugs nach dem Erwärmen bereichsabhängig unter schiedlich sind. Nachdem ein derartig erwärmtes Halbzeug einen Umformprozess durchlaufen hat ergeben sich auch für das hieraus resultierende Bauteil bereichsab hängig unterschiedliche Eigenschaften, insbesondere bereichsabhängig unter schiedliche Bauteileigenschaften. Auch kann die gezielt unterschiedliche Temperie rung des Halbzeugs genutzt werden, um innerhalb des Umformverfahrens, insbe sondere innerhalb des Tiefziehverfahrens ein gezieltes bereichsabhängig unter schiedliches Verhalten des Halbzeugs zu erreichen.
Die Abschirmeinrichtung kann sich zumindest mit dessen wärmeabschirmend wir kenden Bereichen auf sowohl in Längs- als auch in Querrichtung eines Halbzeugs auf Teilbereiche erstrecken. So kann eine Abschirmeinrichtung beispielsweise der art angeordnet oder ausgebildet oder ausgebildet sein, dass entlang einer Längs und/oder Querachse eines Halbzeugs zwei oder mehr voneinander getrennte Berei che von der Abschirmeinrichtung thermisch gegenüber der Wärmequelle abge schirmt werden.
Es ist möglich, dass das Bauteil während des Erwärmens derart von der Abschir meinrichtung zumindest abschnittsweise thermisch abgeschirmt wird, dass ein ers ter Bauteilabschnitt eine Temperatur in einem ersten Temperaturbereich und ein zweiter Bauteilabschnitt eine zweite Temperatur in einem zweiten, von dem ersten unterschiedlichen Temperaturbereich aufweist, vorzugsweise liegt der erste Tempe raturbereich im Bereich von 750 bis 1100 °C, vorzugsweise im Bereich von 775 und 1050 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 800 bis 975 °C, und der zweite Tem peraturbereich im Bereich von 500 bis 950 °C, vorzugsweise im Bereich von 600 ° bis 950 °, besonders bevorzugt im Bereich von 650 °C bis 850°C. Die angegebenen Wertebereich können vorzugsweise mit der Bedingung versehen sein, dass ein ers ter, nicht durch die Abschirmeinrichtung abgeschirmter Halbzeugabschnitt in einen mindestens um 10°C höheren Temperaturbereich erwärmt wird, als ein zweiter Halbzeugabschnitt. Während des Erwärmens wird zumindest ein Halbzeugabschnitt auf beispielsweise 930°C erwärmt und dabei in den austenitischen Bereich über- führt. Dieses Halbzeug wird anschließend in ein z. B. wasser- oder ölgekühltes Werkzeug (z. B. Tiefziehwerkzeug) eingesetzt, umgeformt bzw. gehalten und damit innerhalb kurzer Zeit auf etwa 100-200 °C heruntergekühlt. Durch diese Wärmebe handlung entsteht eine martensitisches Gefügestruktur. Dies steigert die Festigkeit des Bauteils und ermöglicht eine Zugfestigkeit von bis zu 1650 MPa. Durch die Warmumformung wird das Bauteil fester. In diesem Zuge nimmt jedoch die Bruch dehnung ab, d. h. das Bauteil wird spröder. Dadurch, dass das Halbzeug zumindest abschnittsweise durch Abschirmung mittels der Abschirmeinrichtung eine geringere Erwärmung erfährt, wird in diesem Bereich keine derartige Steigerung der Festigkeit erreicht als im nicht abgeschirmten Bereich. Der abgeschirmte Bereich weist nach dem Erwärmen ein duktileres bzw. plastischeres Verhalten auf als der nicht abge schirmte Bereich. Mit anderen Worten erfolgt in dem wenigstens einen, durch die Abschirmeinrichtung abgeschirmten Bereich des Halbzeugs ein geringerer Wärme eintrag, so dass unterschiedliche Zonen bzw. ein Mischgefüge entsteht, die bzw. das wiederum bei der nachfolgenden Warmumformung einen Einfluss auf die Bau teileigenschaften aufweist. Insgesamt kann eine Maßhaltigkeit der Bauteile in einem hohen Maße gewährleistet werden, da die Umformung und Abkühlung in einem Prozess, innerhalb des Umformwerkzeugs erfolgt. Derartige Bauteile können bei spielsweise in Kraftfahrzeugen verwendet werden. Besonders für die Verwendung als ein auf ein Crash-Szenario abgestimmtes Fahrzeugbauteile eignen sich derarti ge Bauteile, da im Fall eines Crashs ein höheres Energieabsorptionsvermögen durch die Bereiche mit einem erhöhten duktilen bzw. plastischen Verhalten vorliegt.
Es kann zweckmäßigerweise wenigstens eine Abschirmeinrichtung verwendet wer den, die zumindest abschnittsweise aus einem wärmeisolierenden Material und/oder aus einer wärmeisolierenden Materialstruktur ausgebildet ist, insbesondere ist die Abschirmeinrichtung zumindest abschnittsweise aus (a) einem Material und/oder einer Materialstruktur mit einer Wärmeleitfähigkeit im Bereich von 0,03 bis 0,25 W/mK, bevorzugt im Bereich von 0,08 bis 0,20 W/mK, besonders bevorzugt im Bereich von 0,11 bis 0,15 W/mK, bei einer Durchschnittstemperatur von 800 °C und/oder (b) einem Material und/oder einer Materialstruktur mit einem linearen Schrumpfungsverhalten von kleiner 8 %, bevorzugt von kleiner 6 %, besonders be vorzugt von kleiner 4 %, bei 1 100 °C nach 24 Stunden ausgebildet. Ein derartiges Material oder eine derartige Materialstruktur gewährleistet auf Grund der thermi schen Isoliereigenschaft und der Temperaturbeständigkeit eine effektive Abschir- mung des abzuschirmenden Teilbereichs des Halbzeugs während des Erwärmens und damit das Erreichen von einem bereichsweise unterschiedlichen Wärmeeintrag in das Halbzeug. Eine Temperaturwechselbeständigkeit kann vorteilhaft sein, da damit ein definierter Bereich des Halbzeugs einer geringeren Erwärmung ausge setzt wird und dies auch über mehrere Wärmezyklen hinweg. D. h. z. B., dass bei einer Nutzung der Abschirmeinrichtung für eine Vielzahl von Wärmeprozessen die zu erwärmender Halbzeuge eine gleichartige bzw. identische bereichsspezifische Temperierung bzw. thermische Abschirmung erfahren.
Die wenigstens eine Abschirmeinrichtung kann zumindest abschnittsweise aus Fa sern bzw. aus einem faserartigen Material ausgebildet sein, vorzugsweise weist die Abschirmeinrichtung zumindest abschnittsweise Naturfasern und/oder Chemiefa sern auf, besonders bevorzugt weist die Abschirmeinrichtung zumindest abschnitts weise Fasern aus anorganischen Stoffen auf. Derartige anorganische Fasern kön nen beispielsweise zumindest abschnittsweise Keramikfasern, Quarzfaser, Glasfa sern, Basaltfaser, Kohlenstofffasern, insbesondere aus Silikatfasern, insbesondere Aluminium-Silikatfasern, und/oder einen Glasfaserwerkstoff umfassen.
Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens eine Abschirmeinrichtung zumindest abschnittsweise aus einem porösen Material und/oder aus einer porösen Material struktur ausgebildet sein. So kann die Abschirmeinrichtung, insbesondere ein Ab schirmmittel, aus einem Schmelzverfahren, einem Sinterverfahren oder einem schäumenden Verfahren gebildet bzw. gefertigt sein. Das poröse Material und/oder die poröse Materialstruktur kann zumindest abschnittsweise aus Keramik und/oder Stahl ausgebildet sein, vorzugsweise ist die Abschirmeinrichtung zumindest ab schnittsweise aus Porzellan und/oder aus einem korrosionsbeständigen Stahl gebil det. Im Falle eines korrosionsbeständigen Stahls kann sich die Verwendung eines wärmeunempfindlichen Stahls, d. h. eines Stahls mit einem geringen Ausdehnungs verhalten als vorteilhaft erweisenden. Insbesondere im Hinblick auf eine möglichst über mehrere Verwendungszyklen nutzbare Abschirmeinrichtung ist es vorteilhaft, wenn eine Beibehaltung der Form und Dimensionierung der Abschirmeinrichtung erreicht wird, um stets einen definierten Bereich des Halbzeugs thermisch abzu schirmen. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist zweckmäßig, dass wenigstens eine Ab schirmeinrichtung verwendet wird, die wenigstens einen ersten Abschirmabschnitt mit einer ersten Wärmeabschirmeigenschaft und einen zweiten mit einer, von dem ersten Abschirmabschnitt unterschiedlichen Wärmeabschirmeigenschaft aufweisen den Abschirmabschnitt aufweist, vorzugsweise zeichnet sich die unterschiedliche Wärmeabschirmeigenschaft durch eine unterschiedliche Wärmeisolationseigen schaft bzw. -fähigkeit und/oder eine unterschiedliche Wärmespeichereigenschaft bzw. -fähigkeit und/oder eine unterschiedliche Wärmeleiteigenschaft bzw. -fähigkeit aus. Durch das Vorsehen von wenigstens einer zwei, unterschiedliche Wärmeab- schirmeigenschaften aufweisenden Abschirmeinrichtung kann es erreicht werden, dass das Halbzeug wenigstens drei thermisch unterschiedlich durch die Wärme quelle erwärmte Bereiche aufweist. Ein erster, ohne Abschirmeinrichtung versehe ner Bereich des Halbzeugs kann ungehindert durch die Wärmequelle erwärmt wer den, so dass dieser Bereich einen ersten Wärmemengenbetrag aufnimmt. Ein zwei ter, durch einen ersten Abschirmabschnitt der Wärmeeinrichtung abgeschirmter Bereich kann in einem ersten Grad thermisch derart abgeschirmt werden, dass ein zweiter Wärmemengenbetrag, der geringer als der erste Wärmemengenbetrag des nicht abgeschirmten Bereichs ist, von ihm aufgenommen wird. In einem dritten, durch einen zweiten Abschirmabschnitt von der Wärmequelle abgeschirmten Be reich kann in einem zweiten, von dem ersten unterschiedlichen Grad thermisch der art abgeschirmt werden, dass ein dritter, von dem ersten und dem zweiten Wärme mengenbetrag unterschiedlicher Wärmemengenbetrag von ihm aufgenommen wird. Damit kann es erreicht werden, dass das Halbzeug und auch das spätere Bauteil wenigstens drei vordefinierte Bereiche mit unterschiedlichen Bauteileigenschaften aufweist. Die wenigstens zwei Abschirmabschnitte können beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Abschirmeinrichtung für den jeweiligen Abschirmabschnitt wenigstens einen Unterschied hinsichtlich des Materials und/oder der Materialstruk tur und/oder der Anordnung und/oder des Volumens und/oder des Gewichts und/oder der Geometrie aufweist.
Die wenigstens eine Abschirmeinrichtung kann wenigstens einen erster Abschirm abschnitt mit einer ersten Abschirmmittelaufnahmeeinheit zur Aufnahme eines ers ten Abschirmmittels und einen zweiten Abschirmabschnitt mit einer zweiten Ab schirmmittelaufnahmeeinheit zur Aufnahme eines zweiten Abschirmmittels aufweist, vorzugsweise sind die wenigstens zwei Abschirmmittel in deren Material und/oder Materialstruktur und/oder Anordnung und/oder Volumen und/oder Gewicht und/oder Geometrie unterschiedlich ausgebildet. Die Abschirmmittelaufnahmeeinheit kann beispielsweise als ein, vorzugsweise mit wenigstens einer Ausnehmung in der zum Halbzeug und/oder zur Wärmequelle weisenden Fläche versehener, Behälter aus gebildet sein. In den Behälter kann das Abschirmmittel anordenbar sein. Die we nigstens eine Ausnehmung erlaubt eine definierte Zuführung und/oder Weiterleitung von Wärme von der Wärmequelle zu dem Halbzeug oder zu dem Abschirmmittel. Zum Beispiel ist eine Abschirmmittelaufnahmeeinheit käfigartig ausgebildet, wobei in dem Innenbereich der Abschirmmittelaufnahmeeinheit das Abschirmmittel einge setzt ist. Das Abschirmmittel kann in der Abschirmmittelaufnahmeeinheit kraft-, form- und/oder stoffschlüssig befestigt sein. Insbesondere ist das Abschirmmittel durch wenigstens ein Halteelemente form- und/oder kraftschlüssig in der Abschirm mittelaufnahmeeinheit fixiert.
Die Abschirmeinrichtung kann wenigstens ein ein Abschirmmittel haltendes bzw. stützendes Haltemittel umfassen, vorzugsweise ist das Haltemittel derart angeord net oder ausgebildet, dass das wenigstens eine Abschirmmittel zumindest ab schnittsweise gegen eine thermische Ausdehnung gehemmt wird. Beispielsweise ist das Haltemittel derart steif und fest ausgebildet, dass das Stoff-, form- und/oder stoffschlüssig mit diesem verbundene Abschirm mittel gegen dessen thermische Ausdehnung verhindert oder dass dessen thermische Ausdehnung in einem redu zierteren Maße ausgeführt wird. Damit wird es erreicht, dass ein Abschirmmittel trotz thermischer Beaufschlagung in dessen Geometrie und/oder Lage- oder Aus richtung gegenüber dem Halbzeug konstant bleibt. Beispielsweise umgibt ein Hal temittel das Abschirmmittel an wenigstens zwei gegenüberliegenden Seitenberei chen, vorzugsweise an zwei rechtwinklig zur Längserstreckung eines Halbzeugs ausgerichteten Seitenbereichen.
Die Abschirmeinrichtung kann derart ausgebildet sein, dass während der Erwär mung des Halbzeugs das Halbzeug zumindest abschnittsweise auf einer Oberseite und zumindest abschnittsweise auf einer Unterseite thermisch abgeschirmt wird. Vorzugsweise schirmt die Abschirmeinrichtung das Halbzeug in einem deckungs gleichen und/oder gegenüberliegenden Abschirmbereich auf dessen Ober- und Un terseite thermisch ab. Hierzu kann die Abschirmeinrichtung beispielsweise während des Erwärmens das Halbzeug zumindest abschnittsweise umgreifen. Damit wird durch die Abschirmeinrichtung sowohl eine Oberseite als auch eine Unterseite des Halbzeugs gleichzeitig thermisch abgeschirmt.
In einer weiterführenden Ausführungsform ist die Abschirmeinrichtung zumindest abschnittsweise c-förmig ausgebildet. Vorzugsweise weist die Abschirmeinrichtung zwei freie Schenkel auf, die einen Abstand von maximal 15 mm, vorzugweise von maximal 10 mm, besonders bevorzugt von maximal 5,5 mm, aufweisen. In dem In nenraum der c-förmigen Abschirmeinrichtung kann beispielsweise während der Er wärmung im Erwärmungsprozess zumindest abschnittsweise das Halbzeug ange ordnet sein. Vorzugsweise weist die Abschirmeinrichtung auf der Oberseite und/oder auf der Unterseite ein Versteifungsmittel auf, das derart ausgebildet ist, dass der obere und/oder untere Schenkel der c-förmigen Abschirmeinrichtung keine Verformung erfährt, ob durch dessen Eigengewicht und/oder durch die thermisch wechselnde Beanspruchung. So kann beispielsweise durch wenigstens ein Verstei fungsmittel das hinsichtlich seiner Temperaturunempfindlichkeit optimiert ist, ein Verzug der mit dem Versteifungsmittel, insbesondere steif, verbundenen Abschir meinrichtung auf Grund von Temperaturschwankungen verhindert werden.
Es ist möglich, dass das Halbzeug auf einem, insbesondere gitterartigen, Warenträ ger angeordnet, insbesondere aufliegend, einem Wärmebereich zugeführt wird und in dem Wärmebereich die Erwärmung des Halbzeugs erfolgt, vorzugsweise ist die Abschirmeinrichtung mit dem Warenträger über eine Befestigungseinrichtung, ins besondere lösbar, d. h. zerstörungsfrei lösbar, befestigbar. Besonders bevorzugt ist die Abschirmeinrichtung nach Art eines Rasters an wenigstens zwei Bereichen des Warenträgers, insbesondere temporär, befestigbar. Der Warenträger erleichtert eine Verlagerung des Halbzeugs, so dass wenigstens ein auf einem Warenträger befind liches Halbzeug durch eine Bewegung des Warenträgers in den Wärmebereich und aus dem Wärmebereich heraus bewegt werden kann. Dadurch, dass die Abschir meinrichtung außerhalb des Wärmebereichs an den Warenträger befestigbar ist kann erreicht werden, dass während der Montage und/oder Demontage der Ab schirmeinrichtung an den Warenträger der Wärmebereich für andere Heizprozesse nutzbar ist. Der Warenträger kann vorzugsweise für wenigstens zwei Befestigungs positionen und/oder Befestigungsausrichtungen der Abschirmeinrichtung entspre chende Abschirmeinrichtungsaufnahmeeinrichtung aufweist. Damit wird erreicht, dass eine Abschirmeinrichtung auf einfache und wiederholbare Weise an die ent- sprechenden Befestigungspositionen und/oder Befestigungsausrichtungen einfach und komfortabel an den Warenträger befestigbar ist. Hierzu können die wenigstens zwei, insbesondere an dem Warenträger angeordneten Befestigungseinrichtungen nach Art eines Rasters an dem Warenträger und/oder an der Abschirmeinrichtung vorliegen. Die Befestigungseinrichtung des Warenträgers kann mittelbar oder unmit telbar eine Abschirmeinrichtung zumindest abschnittsweise aufnehmen und/oder diese befestigen.
Es ist möglich, dass der wenigstens eine Warenträger zumindest eine Abschirmein richtungsaufnahmeeinrichtung umfasst in welche eine Abschirmeinrichtung zumin dest temporär und/oder abschnittsweise aufnehmbar ist, bevorzugt ist die Abschir meinrichtungsaufnahmeeinrichtung derart angeordnet und/oder ausgebildet, dass eine thermische Ausdehnung wenigstens einer in der Abschirmeinrichtungsaufnah meeinrichtung aufgenommenen Abschirmeinrichtung reduziert oder verhindert wird. Dadurch, dass die Abschirmeinrichtungsaufnahmeeinrichtung an dem Warenträger angeordnet oder ausgebildet ist, kann der Warenträger schnell mit einer Abschir meinrichtung bestückt werden. Auch kann die Abschirmeinrichtungsaufnahmeein richtung lösbar an dem Warenträger verbunden sein. Hierbei kann die Abschirmein richtungsaufnahmeeinrichtung an wenigstens zwei vordefinierte Befestigungsorte, insbesondere nach einem Rasteraufbau, an dem Warenträger befestigbar sein.
Das verwendete Halbzeug kann beispielsweise eine Dicke von 0,1 bis 4,0 mm, be vorzugt eine Dicke von 1 ,5 bis 3,2 mm, besonders bevorzugt eine Dicke von 2,2 bis 2,6 mm aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann das Halbzeug zumindest ab schnittsweise aus Metall ausgebildet sein, vorzugsweise ist das Halbzeug zumin dest abschnittsweise aus Stahl, besonders bevorzugt ist das Halbzeug zumindest abschnittsweise aus Warmumformstahl ausgebildet. Ein Warmumformstahl kann beispielsweise ein warm umform barer Stahl wie z. B. ein, vorzugsweise Zn(Zink)- beschichtete, Bor-Mangan-Stahl sein, insbesondere wird ein Bor-Mangan-Stahl 22MnB5 verwendet. Konkret kann ein CR300MB, insbesondere ein CR300MB-UC, oder ein CR380MB, insbesondere ein CR380MB GI70/70, verwendet werden.
Neben dem Verfahren zur Warmumformung eines, insbesondere plattenförmigen, Halbzeugs zur Bildung eines Bauteils betrifft die Erfindung auch eine Abschirmein richtung zur zumindest abschnittsweisen thermischen Abschirmung eines Halb- zeugs für ein Wärmeumformverfahren gemäß dem hierin beschriebenen Herstel lungsverfahren.
Sämtliche Vorteile, Einzelheiten, Ausführungen und/oder Merkmale des erfindungs- gemäßen Verfahrens sind auf die erfindungsgemäße Abschirmeinrichtung übertrag bar bzw. anzuwenden.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen näher er läutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Warenträgers, einer Abschirmeinrichtung und einem Heiztisch gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer an einem Warenträger angeordneten Abschir- meinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. eine Prinzipdarstellung eines in einem Innenraum einer Abschirmeinrichtung angeordneten Halbzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Figuren zeigen Prinzipdarstellungen der wesentlichen Teile einer beispielhaften Vorrichtung zur Ausführung eines Verfahrens zur Warmumformung eines, insbe sondere plattenförmigen, Halbzeugs 1 zur Bildung eines Bauteils (nicht dargestellt), insbesondere eines Kraftfahrzeugbauteils, umfassend (a) ein Erwärmen des umzu formenden Halbzeugs 1 in einem Erwärmungsprozess, wobei während des Erwär- mungsprozesses das Halbzeug 1 einen Wärmeeintrag 2, 2‘ (in den Figuren als Wärmestrahlen angedeutet) ausgehend von wenigstens einer Wärmequelle 3, 3‘ erfährt und (b) ein Umformen des erwärmten Halbzeugs 1 in einem formgebenden Umformprozess (nicht dargestellt), wobei während des Erwärmens des Halbzeugs 1 zwischen der Wärmequelle 3, 3‘ und dem Halbzeug 1 eine Abschirmeinrichtung 4 derart das Halbzeug 1 zumindest abschnittsweise thermisch abschirmend angeord net wird, dass ein erster Halbzeugabschnitt 5 unterschiedlich zu einem zweiten Halbzeugabschnitt 6 erwärmt wird. Die Wärmequellen 3, 3‘ sind in den Figuren schematisch dargestellt, diese können sich vorzugsweise über die gesamte Länge 7 des Halbzeugs 1 und/oder über die gesamte Länge 8 eines Heiztisches 9 oder auch jeweils darüber hinaus erstrecken. Das Halbzeug 1 wird während des Erwärmens derart von der Abschirmeinrichtung 4 zumindest abschnittsweise thermisch abge schirmt, dass ein erster Halbzeugabschnitt 5 eine Temperatur in einem ersten Tem peraturbereich und ein zweiter Halbzeugabschnitt 6 eine zweite Temperatur in ei nem zweiten, von dem ersten unterschiedlichen Temperaturbereich aufweist, vor zugsweise liegt der erste Temperaturbereich im Bereich von 750 bis 1 100 °C, vor zugsweise im Bereich von 775 und 1050 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 800 und 975 °C, und der zweite Temperaturbereich im Bereich von 500 bis 950 °C, vorzugsweise im Bereich von 600 ° bis 950 °, besonders bevorzugt im Bereich von 650 °C bis 850 °C. Hierbei ist in Figur 3 dargestellt, dass ein erster Halbzeugab schnitt 5 direkt und damit ohne eine Abschirmeinrichtung 4 von den Wärmequellen 3, 3‘ erwärmt wird, wohingegen der zweite Halbzeugabschnitt 6 beidseitig von der Abschirmeinrichtung 4 gegenüber den Wärmequellen 3, 3‘ thermisch abgeschirmt ist. Folglich weist nach dem Erwärmen der erste Halbzeugabschnitt 5 eine höhere Temperatur als der zweite Halbzeugabschnitt 6 auf.
Die wenigstens eine Abschirmeinrichtung 4 ist zumindest abschnittsweise aus ei nem wärmeisolierenden Material und/oder aus einer wärmeisolierenden Material struktur ausgebildet. Insbesondere ist die Abschirmeinrichtung 4 zumindest ab schnittsweise aus (a) einem Material und/oder einer Materialstruktur mit einer Wär meleitfähigkeit im Bereich von 0,03 bis 0,25 W/mK, vorzugsweise im Bereich von 0,08 bis 0,20 W/Materialkomponente, besonders bevorzugt im Bereich von 0,1 1 bis 0,15 W/mK, bei einer Durchschnittstemperatur von 800 °C und/oder (b) einem Mate rial und/oder einer Materialstruktur mit einem linearen Schrumpfungsverhalten von kleiner 8 %, bevorzugt von kleiner 6 %, besonders bevorzugt von kleiner 4 %, bei 1 100 °C nach 24 Stunden, ausgebildet.
Die Abschirmeinrichtung 4 kann zumindest abschnittsweise aus Fasern gebildet sein, vorzugsweise weist die Abschirmeinrichtung 4 zumindest abschnittsweise Na turfasern und/oder Chemiefasern auf, besonders bevorzugt weist die Abschirmein richtung 4 zumindest abschnittsweise Fasern aus anorganischen Stoffen auf. Derar tige anorganische Fasern können beispielsweise zumindest abschnittsweise Kera mikfasern, Quarzfaser, Glasfasern, Basaltfaser, Kohlenstofffasern, insbesondere aus Silikatfasern und/oder einen Glasfaserwerkstoff umfassen. Die Abschirmeinrich tung 4 kann zumindest abschnittsweise aus einem porösen Material und/oder aus einer porösen Materialstruktur ausgebildet sein. Beispielsweise kann die wenigstens eine Abschirmeinrichtung 4 wenigstens einen ersten Abschirmabschnitt 10 mit einer ersten Wärmeabschirmeigenschaft und einen zweiten mit einer, von dem ersten Abschirmabschnitt 10 unterschiedlichen Wärme abschirmeigenschaft aufweisenden Abschirmabschnitt 11 aufweist. In den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen weist die Abschirmeinrichtung 4 drei, nebeneinander angeordnete oder ausgebildete Abschirmabschnitte 10, 1 1 , 12 auf. Diese Abschirmabschnitts 10, 11 , 12 können vorzugsweise sich durch unterschiedli che Wärmeabschirmeigenschaften (z. B. durch eine unterschiedliche Wärmeisolati onseigenschaften und/oder unterschiedliche Wärmespeichereigenschaften und/oder unterschiedliche Wärmeleiteigenschaften) unterscheiden. Damit kann erreicht wer den, dass die zwischen den jeweiligen Abschirmabschnitten 10, 1 1 , 12 angeordne ten Bereiche des Halbzeugs 1 eine unterschiedliche Erwärmung durch die Wärme quelle 3, 3‘ erfahren und damit eine gezielte Erwärmung der jeweiligen Bereiche und schließlich eine gezielte Beeinflussung der Eigenschaften, insbesondere der Materi aleigenschaften, der jeweiligen Bereiche erzielbar ist. In der dargestellten Ausfüh rungsform erstreckt sich die Abschirmeinrichtung 4 über die gesamte Breite 26 des Halbzeugs 1 , es kann auch zweckmäßig sein, dass die Abschirmeinrichtung 4 und/oder zumindest der wärmeisolierend wirkende Bereich der Abschirmeinrichtung 4 sich nicht über die gesamte Breite 26 des Halbzeugs 1 erstreckt.
Die Abschirmeinrichtung 4 kann einen ersten Abschirmabschnitt 10 mit einer ersten Abschirmmittelaufnahmeeinheit (nicht dargestellt) zur Aufnahme eines ersten Ab schirmmittels (nicht dargestellt) und einen zweiten Abschirmabschnitt mit einer zwei ten Abschirmmittelaufnahmeeinheit zur Aufnahme eines zweiten Abschirmmittels aufweisen, vorzugsweise sind die wenigstens zwei Abschirmmittel in deren Material und/oder Materialstruktur und/oder Anordnung und/oder Volumen und/oder Gewicht und/oder Geometrie unterschiedlich ausgebildet. Damit ist es möglich eine Abschir meinrichtung 4 bereitzustellen, welche bedarfsweise bereichsabhängig mit hinsicht lich deren thermischen Isolationsverhaltens unterschiedlichen Abschirmmitteln be stückt ist. Folglich kann bereichsabhängig eine unterschiedliche Wärmeeinwirkung durch die Wärmequelle 3, 3‘ auf das Halbzeug 1 erreicht werden und dies insbe sondere sowohl entlang einer Längs- als auch entlang einer Quererstreckung des zu erwärmenden Halbzeugs 1. In Figur 3 ist die Montagestellung während des Er- wärmens dargestellt, dabei ist die dargestellte Baugruppe mit dem Halbzeug 1 in einem mit einem Heiztisch 9, vgl. Fig. 1 , versehenen Wärmebereich angeordnet.
Die Abschirmeinrichtung 4 kann zumindest ein ein Abschirmmittel stützendes Stützmittel (nicht dargestellt) umfassen, vorzugsweise ist das Stützmittel derart an geordnet oder ausgebildet, dass eine thermische Ausdehnung wenigstens eines Abschirmmittels reduziert oder verhindert wird. Damit kann die Abschirmeinrichtung 4 Elemente umfassen, welche es erlauben, die thermische Ausdehnung des Ab schirmmittels zu reduzieren oder zu verhindern.
Die Abschirmeinrichtung 4 kann gemäß der dargestellten beispielhaften Ausfüh rungsform derart ausgebildet oder ausgestaltet sein, dass während der Erwärmung des Halbzeugs 1 durch die Wärmequellen 3, 3‘ das Halbzeug 1 zumindest ab schnittsweise auf einer Oberseite 13 und zumindest abschnittsweise auf einer Un terseite 14 thermisch abgeschirmt wird, vorzugsweise schirmt die Abschirmeinrich tung 4 das Halbzeug 1 in einem deckungsgleichen und/oder gegenüberliegenden Abschirmbereich auf dessen Ober- und Unterseite 13, 14 thermisch ab. Hierzu kann die Abschirmeinrichtung beispielsweise c-förmig ausgebildet sein. Insbesondere können die zwei freien Schenkel 15, 16 der c-Form einen Abstand von maximal 15 mm, vorzugweise von 10 mm, besonders bevorzugt von 5,5 mm, aufweisen. In dem Innenraum 17 der zumindest abschnittsweise c-förmigen Abschirmeinrichtung 4 kann während der Erwärmung im Erwärmungsprozess zumindest abschnittsweise das Halbzeug 1 angeordnet sein. Durch den eine Öffnung 27 bildenden Bereich der c-förmigen Abschirmeinrichtung 4 kann das plattenförmige Halbzeug 1 in den Innen raum 17 der Abschirmeinrichtung 4 eingeführt bzw. eingebracht und herausgeführt bzw. entnommen werden.
Das Halbzeug 1 kann auf einem, insbesondere gitterartigen, Warenträger 18 ange ordnet, insbesondere aufliegend, einem Wärmebereich zugeführt werden, wobei in dem Wärmebereich die Erwärmung des Halbzeugs 1 erfolgt, vorzugsweise ist die Abschirmeinrichtung 4 mit dem Warenträger 18 über eine Befestigungseinrichtung 19, insbesondere lösbar, befestigbar. Die Abschirmeinrichtung 4 kann nach Art ei nes Rasters an wenigstens zwei Bereiche des Warenträgers 18, insbesondere tem porär, befestigbar sein. Der Warenträger 18 weist Stützabschnitte 20, 20‘, 20“ zur Abstützung eines auf den Warenträger 18 aufgelegten Halbzeugs 1 auf. Die Stützabschnitte 20, 20‘, 20“ wei sen eine geringe Kontaktfläche, insbesondere punktuelle oder punktartige Kontakt bereiche mit dem auf dem Warenträger 18 abzulegenden Halbzeug 1 auf. Der Wa renträger 18 kann mit einer Halteeinrichtung 28 versehen sein, um den Warenträger 18 durch einen Manipulator (nicht dargestellt) oder ein Werkzeug (nicht dargestellt) zu greifen bzw. verlagernd zubewegen. Hierzu kann die Halteeinrichtung 28 bei spielhaft, wie in Figur 2 ersichtlich, als in der Gitterstruktur angeordnete, vorzugs weise als einstückig mit der Gitterstruktur ausgebildete, Öse, insbesondere mit einer mit den Stützabschnitten 20, 20‘, 20“ vergleichbaren Stützfunktion für ein aufzule gendes Halbzeug 1 ausgestaltet sein.
Der wenigstens ein Warenträger 18 kann vorzugsweise zumindest eine Abschir meinrichtungsaufnahmeeinrichtung 21 umfassen, in welche eine Abschirmeinrich tung 4 zumindest temporär aufnehmbar ist, bevorzugt ist die Abschirmeinrichtungs aufnahmeeinrichtung 21 derart angeordnet oder ausgebildet, dass eine thermische Ausdehnung wenigstens einer in der Abschirmeinrichtungsaufnahmeeinrichtung 21 aufgenommenen Abschirmeinrichtung 4 reduziert oder verhindert wird. Die Ab schirmeinrichtungsaufnahmeeinrichtung 21 kann die Abschirmeinrichtung 4 zumin dest an zwei sich gegenüberliegenden Seiten der Abschirmeinrichtung 4 berühren und damit die Ausdehnung der Abschirmeinrichtung 4 zumindest in diese Richtung unterbinden oder reduzieren. In der dargestellten Ausführungsform ist die Abschir meinrichtungsaufnahmeeinrichtung 21 in Form zweier länglicher, platten- und gitter artigen Aufnahmeelemente 22, 22‘ ausgebildet, die an dem Warenträger 18 form-, stoff- und/oder kraftschlüssig befestigt sind. Vorzugsweise sind die Aufnahmeele mente 22, 22‘ an eine wenigstens zwei vordefinierter, insbesondere rasterartig, an geordneter Befestigungsorte des Warenträgers befestigbar. Zwischen diese beiden Aufnahmeelemente 22, 22‘ wird die Abschirmeinrichtung 4, vorzugsweise ohne Spiel, eingesetzt und folglich an einer Ausdehnung in wenigstens einer Richtung, hier beispielsweise dargestellt in Längsrichtung 23 des dargestellten Warenträgers 18, gehemmt bzw. gehindert. Die Aufnahmeelemente 22, 22‘ weisen ebenfalls eine c-Form auf, wobei in dem Innenbereich der c-förmigen Aufnahmeelemente 22, 22‘ temporär das Halbzeug 1 angeordnet ist, vgl. Fig. 3. Die beiden Aufnahmeelemente 22, 22‘ sind über, vorzugsweise stangenförmige, Haltemittel 24, 24‘, 24“ verbunden. Die Haltemittel 24, 24‘, 24“ können die Abschirmeinrichtung zwischen den Aufnah- meelementen 22, 22‘ halten bzw. fixieren und/oder eine relative Bewegung der bei den Aufnahmeelemente 22, 22‘ zumindest in einer Raumrichtung hemmen. Vor zugsweise ist das wenigstens eine Haltemittel 24, 24‘, 24“ derart angeordnet oder ausgebildet, dass die wenigstens eine Abschirmeinrichtung 4 zumindest abschnitts- weise gegen eine thermische Ausdehnung gehemmt wird. Beispielsweise ist das Haltemittel 24, 24‘, 24“ derart steif und fest ausgebildet, dass die Stoff-, form- und/oder stoffschlüssig mit dieser verbundene Abschirmeinrichtung 4 gegen dessen thermische Ausdehnung gehemmt ist bzw. eine solche verhindert wird. Damit wird es erreicht, dass eine Abschirmeinrichtung 4 trotz thermischer Beaufschlagung wäh- rend der Erwärmung in dessen Geometrie und/oder Lage- und/oder Ausrichtung gegenüber dem Halbzeug konstant bleibt. Insbesondere kann das Haltemittel 24, 24‘, 24“ eine Relativbewegung der Abschirmeinrichtung 4 gegenüber den Aufnah meelementen 22, 22‘und/oder gegenüber dem Warenträger 4 verhindern bzw. redu zieren. Damit kann beispielsweise das Spaltmaß der c-förmigen Öffnung 27 bzw. der Abstand der beiden Schenkel 15, 16 der c-förmigen Abschirmeinrichtung 4 kon stant oder zumindest annähernd konstant gehalten werden. Die Haltemittel 24, 24‘, 24“ sind in der dargestellten Ausführungsform als endseitig mit Muttern versehene Gewindestangen ausgebildet. Die Abschirmeinrichtungsaufnahmeeinrichtung 21 kann beispielsweise als wenigstens eine Stützschablone für eine Wärmeabsorber- masse bzw. wärmeabsorbierende Masse, für das Abschirmmittel und/oder für die Abschirmeinrichtung 4 ausgebildet sein.
Das Halbzeug 1 kann eine Dicke 25 bzw. eine Blechstärke von 0,1 bis 4,0 mm, be- vorzugt eine Dicke 25 von 1 ,5 bis 3,2 mm, besonders bevorzugt eine Dicke 25 von 2,2 bis 2,6 mm aufweisen. Das Halbzeug 1 kann zumindest abschnittsweise aus Metall ausgebildet sein, vorzugsweise ist das Halbzeug 1 zumindest abschnittswei se aus Stahl ausgebildet, besonders bevorzugt ist das Halbzeug zumindest ab schnittsweise aus einem Warmumformstahl ausgebildet. Bezugszeichenliste
I Halbzeug
2, 2‘ Wärmeeintrag
3, 3‘ Wärmequelle
4 Abschirmeinrichtung
5 erster Halbzeugabschnitt
6 zweiter Halbzeugabschnitt
7 Länge von 1
8 Länge von 9
9 Heiztisch
10 erster Abschirmabschnitt
I I zweiter Abschirmabschnitt
12 dritter Abschirmabschnitt
13 Oberseite von 1
14 Unterseite von 1
15 erster Schenkel
16 zweiter Schenkel
17 Innenraum
18 Warenträger
19 Befestigungseinrichtung
20, 20‘, 20“ Stützabschnitt
21 Abschirmeinrichtungsaufnahmeeinrichtung
22, 22‘ Aufnahmeelement
23 Längsrichtung
24, 24‘, 24“ Verbindungsgewindestangen
25 Dicke von 1
26 Breite von 1
27 Öffnung von 4
28 Halteeinrichtung

Claims

ANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Warmumformung eines, insbesondere plattenförmigen, Halb zeugs (1 ) zur Bildung eines Bauteils, insbesondere eines Kraftfahrzeugbau- teils, umfassend
- Erwärmen des umzuformenden Halbzeugs (1 ) in einem Erwärmungspro zess, wobei während des Erwärmungsprozesses das Halbzeug (1 ) einen Wärmeeintrag ausgehend von wenigstens einer Wärmequelle (3, 3‘) erfährt und
- Umformen des erwärmten Halbzeugs (1 ) in einem formgebenden Umform prozess,
dadurch gekennzeichnet, dass während des Erwärmens des Halbzeugs (1 ) zwischen der Wärmequelle (3, 3‘) und dem Halbzeug (1 ) eine Abschir meinrichtung (4) derart das Halbzeug (1 ) zumindest abschnittsweise ther- misch abschirmend angeordnet wird, dass ein erster Halbzeugabschnitt (5) unterschiedlich zu einem zweiten Halbzeugabschnitt (6) erwärmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Halbzeug (1 ) während des Erwärmens derart von der Abschirmeinrichtung (4) zumin dest abschnittsweise thermisch abgeschirmt wird, dass ein erster Halbzeug abschnitt (5) eine Temperatur in einem ersten Temperaturbereich und ein zweiter Halbzeugabschnitt (6) eine zweite Temperatur in einem zweiten, von dem ersten unterschiedlichen Temperaturbereich aufweist, vorzugsweise liegt der erste Temperaturbereich im Bereich von 750 bis 1100 °C, vorzugs weise im Bereich von 775 und 1050 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 800 und 950 °C, und der zweite Temperaturbereich im Bereich von 500 bis 950 °C, vorzugsweise im Bereich von 600 ° bis 950 °, besonders bevorzugt im Bereich von 650 °C bis 850 °C.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Abschirmeinrichtung (4) verwendet wird, die zumindest abschnittsweise aus einem wärmeisolierenden Material und/oder aus einer wärmeisolierenden Materialstruktur ausgebildet ist, insbesondere ist die Abschirmeinrichtung (4) zumindest abschnittsweise aus
- einem Material und/oder einer Materialstruktur mit einer Wärmeleitfähigkeit im Bereich von 0,03 bis 0,25 W/mK, vorzugsweise im Bereich von 0,08 bis 0,20 W/Materialkomponente, besonders bevorzugt im Bereich von 0,1 1 bis
0,15 W/mK, bei einer Durchschnittstemperatur von 800 °C und/oder
- einem Material und/oder einer Materialstruktur mit einem linearen Schrump fungsverhalten von kleiner 8 %, bevorzugt von kleiner 6 %, besonders be vorzugt von kleiner 4 %, bei 1 100 °C nach 24 Stunden ausgebildet.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Abschirmeinrichtung (4) verwendet wird, die zumindest abschnittsweise aus Fasern gebildet ist, vorzugsweise weist die Abschirmeinrichtung (4) zumindest abschnittsweise Naturfasern und/oder
Chemiefasern auf, besonders bevorzugt weist die Abschirmeinrichtung (4) zumindest abschnittsweise Fasern aus anorganischen Stoffen auf.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Abschirmeinrichtung (4) verwendet wird, die zumindest abschnittsweise aus einem porösen Material und/oder aus einer porösen Materialstruktur ausgebildet ist.
6. Verfahren nach Anspruch einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Abschirmeinrichtung (4) verwendet wird, die wenigstens einen ersten Abschirmabschnitt (10) mit einer ersten Wärmeabschirmeigenschaft und einen zweiten mit einer, von dem ersten Abschirmabschnitt (10) unterschiedlichen Wärmeabschirmeigenschaft auf weisenden Abschirmabschnitt (1 1 ) aufweist, vorzugsweise zeichnet sich die unterschiedliche Wärmeabschirmeigenschaft durch eine unterschiedliche Wärmeisolationseigenschaft und/oder eine unterschiedliche Wärmespei chereigenschaft und/oder eine unterschiedliche Wärmeleiteigenschaft aus.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Abschirmeinrichtung (4) verwendet wird, die wenigstens einen erster Abschirmabschnitt (10) mit einer ersten Abschirmmittelaufnahmeeinheit zur Aufnahme eines ersten Abschirmmittels und wenigstens einen zweiten Ab schirmabschnitt (1 1 ) mit einer zweiten Abschirmmittelaufnahmeeinheit zur Aufnahme eines zweiten Abschirmmittels aufweist, vorzugsweise sind die wenigstens zwei Abschirmmittel in deren Material und/oder Materialstruktur und/oder Anordnung und/oder Volumen und/oder Gewicht und/oder Geomet- rie unterschiedlich ausgebildet.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Abschirmeinrichtung (4) verwendet wird, die während der Erwärmung des Halbzeugs (1 ) das Halbzeug (1 ) zumindest ab schnittsweise auf einer Oberseite (13) und zumindest abschnittsweise auf einer Unterseite (14) thermisch abschirmt, vorzugsweise schirmt die Ab schirmeinrichtung (4) das Halbzeug (1 ) in einem deckungsgleichen und/oder gegenüberliegenden Abschirmbereich auf dessen Ober- und Unterseite (13, 14) thermisch ab.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Abschirmeinrichtung (4) verwendet wird, die c-förmig ausgebildet ist und zwei freie Schenkel (15, 16) der c-förmigen Abschirmeinrichtung (4) ei nen Abstand von maximal 15 mm, vorzugweise von 10 mm, besonders be vorzugt von 5,5 mm, aufweisen und in einem Innenraum (17) der c-förmigen Abschirmeinrichtung (4) während der Erwärmung im Erwärmungsprozess zumindest abschnittsweise das Halbzeug (1 ) angeordnet wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbzeug (1 ) auf einem, insbesondere gitterartigen, Wa renträger (18) angeordnet, insbesondere aufliegend, einem Wärmebereich zu geführt wird und in dem Wärmebereich die Erwärmung des Halbzeugs (1 ) erfolgt, vorzugsweise ist die Abschirmeinrichtung (4) mit dem Warenträger (18) über eine Befestigungseinrichtung (19), insbesondere lösbar, befestig bar, besonders bevorzugt ist die Abschirmeinrichtung (4) nach Art eines Rasters an wenigstens zwei Bereichen des Warenträgers (18), insbesondere temporär, befestigbar.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Warenträger (18) verwendet wird, der zumindest eine Abschirmeinrich- tungsaufnahmeeinrichtung (21 ) umfasst in welche eine Abschirmeinrichtung
(4) zumindest temporär aufnehmbar ist, bevorzugt ist die Abschirmeinrich tungsaufnahmeeinrichtung (21 ) derart angeordnet und/oder ausgebildet, dass eine thermische Ausdehnung wenigstens einer in der Abschirmeinrich tungsaufnahmeeinrichtung (21 ) aufgenommenen Abschirmeinrichtung (4) reduziert oder verhindert wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Halbzeug (1 ) verwendet wird, das eine Dicke von 0,1 bis 4,0 mm, bevorzugt eine Dicke von 1 ,5 bis 3,2 mm, besonders bevorzugt eine
Dicke von 2,2 bis 2,6 mm aufweist.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass ein Halbzeug (1 ) verwendet wird, welches zumindest ab schnittsweise aus Metall ausgebildet ist, vorzugsweise ist das Halbzeug (1 ) zumindest abschnittsweise aus Stahl ausgebildet, besonders bevorzugt ist das das Halbzeug (1 ) zumindest abschnittsweise aus einem Warmumform- stahl ausgebildet.
14. Abschirmeinrichtung (4) zur zumindest abschnittsweisen thermischen Ab schirmung eines Halbzeugs (1 ) für ein Wärmeumformverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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