Tailored Blanks

Ein Bauteil braucht selten überall dieselbe Festigkeit und dieselbe Dicke. Tailored Blanks, im Deutschen auch maßgeschneiderte Platinen, setzen deshalb nicht auf einen einheitlichen Zuschnitt, sondern auf eine Platine, die dort stark ist, wo Last anliegt, und dort dünn bleibt, wo keine gebraucht wird.

Die Bauarten

Tailor Welded Blanks (TWB)

Mehrere Blechzuschnitte werden vor dem Umformen stumpf zusammengeschweißt, meist per Laser. Die Teile können sich in Dicke, Güte oder Beschichtung unterscheiden. Die verbreitetste Bauart.

Tailor Rolled Blanks (TRB)

Die Dicke wird beim Walzen stufenlos verändert, sodass ein einziges Band mit wechselnder Dicke entsteht. Es gibt keine Naht, dafür ist die Gestaltungsfreiheit auf Dickenverläufe in Walzrichtung beschränkt.

Patchwork Blanks

Ein Verstärkungsblech wird punktuell auf die Hauptplatine aufgesetzt und gemeinsam mit ihr umgeformt. Einfacher herzustellen, dafür mit örtlichem Dickensprung und doppelter Lage.

Warum das die Umformung erschwert

Eine Platine aus einem Stück verhält sich beim Ziehen einheitlich. Sobald zwei Werkstoffe oder zwei Dicken nebeneinanderliegen, ist das nicht mehr der Fall:

• Die Naht wandert. Der dünnere oder weichere Teil fließt leichter nach. Die Schweißnaht bleibt dadurch nicht dort, wo sie beim Einlegen lag, sondern verschiebt sich während der Umformung, und zwar unterschiedlich weit, je nach Stelle.
• Die Naht ist eine eigene Zone. Sie ist härter und weniger dehnbar als das Grundmaterial. Liegt sie in einem stark umgeformten Bereich, kann sie dort reißen, obwohl beide Grundwerkstoffe das aushalten würden.
• Der Niederhalter muss sich anpassen. Bei unterschiedlichen Dicken liegt eine ebene Niederhalterfläche nur auf der dickeren Seite auf. Der Niederhalter muss gestuft ausgeführt oder geteilt und getrennt ansteuerbar sein, sonst wird die dünnere Seite gar nicht geklemmt.

Folgen für die Planung

Die Lage der Naht ist eine Entscheidung der Methodenplanung und nicht der Konstruktion. Sie wird bewusst in Bereiche gelegt, die wenig umgeformt werden, auch wenn das bedeutet, dass etwas mehr vom teureren Werkstoff verwendet wird. Weil die Naht wandert, muss ihre Ausgangslage aus der Simulation zurückgerechnet werden, ähnlich wie der Umriss bei der Platinenermittlung.

Die Abwägung ist wirtschaftlich: Eingespart wird Material und Gewicht, bezahlt wird mit einem zusätzlichen Fertigungsschritt vor dem Ziehen, einem schmaleren Prozessfenster und höherem Aufwand in der Absicherung. Das rechnet sich bei großen, tragenden Teilen eher als bei kleinen.

Wie sich wandernde Nähte und Dickensprünge im Modell abbilden lassen, behandelt die Schwesterseite tiefziehsimulation.de. Diese Seite befindet sich noch im Aufbau.