Blechumformung mittels 3MA-Sensor

In der Blechumformung werden zunehmend höhere Ansprüche an Bauteile und Prozesse gestellt. Selbst beim Tiefziehen unterhalb der Rekristallisationstemperatur wird es wegen steigender Verarbeitungskomplexität, immer kleineren Blechdicken und Chargenschwankungen immer schwieriger, eine gleichbleibend hohe Prozesssicherheit zu gewährleisten. Sporadisch auftretende Reißer, Einschnürungen und Falten sind die Folge. Mit Hilfe des 3MA-Sensors können die umformrelevanten Eigenschaften des umzuformenden Stahlblechs im Pre-Process charakterisiert werden, um so Ausschuss zu vermeiden. Verschärfte Sicherheitsanforderungen und der Wunsch nach Reduktion des Treibstoffverbrauchs bzw. Erhöhung der Reichweite bei Fahrzeugen mit Verbrennungs- bzw. Elektromotoren führen zu einer stetig ansteigenden Nutzung warmumgeformter (pressgehärteter) Bauteile im Automobilbau. Zur Beurteilung der Fertigungsqualität dieser sicherheitsrelevanten Bauteile (Crashfestigkeit) müssen sie stichprobenartig auf Härte, Festigkeit, etc. geprüft werden. Hier kommt der 3MA-Sensor im Post-Process zum Einsatz, um zeit- und kostenaufwändige zerstörende Prüfungen zu reduzieren.

3MA nutzt die Tatsache, dass dieselben mikrostrukturellen Merkmale des Stahls sowohl dessen mechanisch-technologischen wie auch dessen zerstörungsfrei messbaren magnetischen Eigenschaften beeinflussen. Diese Korrelationen werden genutzt, um Umform- und Festigkeitseigenschaften zerstörungsfrei zu bestimmen. Auf Basis der im Stahlbands oder in den bereits zugeschnittenen Platinen gemessenen Umformeigenschaften können nachfolgende Umformprozesse gesteuert werden. Andererseits können auch die Festigkeitseigenschaften der bereits umgeformten Bauteile geprüft werden. Bei PHS-Bauteilen (press-hardened steel) ist 3MA mittlerweile ein etabliertes Verfahren der Qualitätsprüfung.

Der 3MA-Sensor wird händisch oder robotergeführt auf das Bauteil aufgesetzt und innerhalb von wenigen Sekunden werden die ermittelten Werte von Härte Zugfestigkeit, Streckgrenze, Bruch- und Gleichmaßdehnung, N- und R-Wert sowie Eigenschaften der ggf. vorhandenen Beschichtung angezeigt. Auch berührungslose Messungen sind möglich. Für die kontinuierliche Inline-Prüfung von Bandstahl wird ein spezieller 3MA-Sensor in einem Abstand von ca. 5 bis 6 mm über oder unter dem Band installiert. Alternativ dazu können damit auch bereits zugeschnittene Platinen im Durchlauf geprüft werden. Für die Datenanbindung in die Produktion stehen softwareseitig verschiedene Schnittstellen, u.a. OPC UA zur Verfügung.