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Title:
SHEET FORMING TOOL AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/032327
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a method for producing sheet forming tools. Starting with a three-dimensional volume model of said sheet forming tool, the three-dimensional co-ordinates of the model surface are generated, the volume model is separated into layers and the respective contour co-ordinates are determined for these volume elements using the three-dimensional co-ordinates of the model surface. Either layers of paper and/or plastic films are stuck successively on top of each other and the respective layers corresponding to the volume elements are cut using a cutting tool, or a working chamber is filled with a plastic powder which is evenly distributed in layers according to the volume elements and said plastic powder is then sintered using a laser beam that is guided over the layer of plastic powder, joining it to the preceding sintered layer. The cutting tool or the laser beam are controlled with the contour co-ordinates allocated to the respective volume elements in order to carry out the sintering process.

Inventors:
Meyer, Rudolf (Bruno-Taut-Ring 167 Magdeburg, D-39130, DE)
Eichmann, Michael (Egerländerstrasse 37 Mettmann, D-40822, DE)
Application Number:
PCT/EP1999/009758
Publication Date:
June 08, 2000
Filing Date:
December 01, 1999
Export Citation:
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Assignee:
Fraunhofer-gesellschaft V, Zur Förderung Der Angewandten Forschung E. (Leonrodstrasse 54 München, D-80636, DE)
Meyer, Rudolf (Bruno-Taut-Ring 167 Magdeburg, D-39130, DE)
Eichmann, Michael (Egerländerstrasse 37 Mettmann, D-40822, DE)
International Classes:
B21D37/20; B23P15/24; B29C33/38; B29C67/00; (IPC1-7): B21D/
Domestic Patent References:
WO1989003731A11989-05-05
WO1995014572A11995-06-01
WO1998022250A11998-05-28
WO1995008416A11995-03-30
Foreign References:
US5247861A1993-09-28
US5031483A1991-07-16
US5304329A1994-04-19
US3088174A1963-05-07
Attorney, Agent or Firm:
PFENNING MEINIG & PARTNER GBR (Kurfürstendamm 170 Berlin, D-10707, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Blechumfor mungswerkzeugen, bei dem ausgehend von einem dreidimensionalen Volumenmodell des Blechumfor mungswerkzeuges die dreidimensionalen Koor dinaten der Modelloberfläche erzeugt werden, das Volumenmodell in Schichten zerlegt wird und für die Volumenelemente unter Verwendung der drei dimensionalen Koordinaten der Modelloberfläche die jeweiligen Konturkoordinaten bestimmt wer den, wobei entweder Schichten aus Papier und/ oder Kunststoffolien nacheinander übereinander geklebt und jeweils die den Volumenelementen entsprechenden Schichten mittels eines Schneid werkzeuges geschnitten werden oder Kunststoff pulver entsprechend den Volumenelementen schichtweise gleichmäßig verteilt in einen Ar beitsraum gefüllt wird und durch einen aber die Kunststoffpulverschicht geführten Laserstrahl versintert und mit der vorhergehenden versinter ten Schicht verbunden wird und wobei das Schneidwerkzeug oder der Laserstrahl zum Ver sintern von den den jeweiligen Volumenelementen zugeordneten Konturkoordinaten gesteuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Schneidwerkzeug ein von einem ge steuerten Laser ausgesandter Laserstrahl ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Laserstrahl zum Versintern aber die gesamte Oberfläche der jeweiligen Kunststoffpul verschicht innerhalb der Konturen der Volumen elemente geführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Modelldaten des dreidimensionalen Volumenmodells durch dreidimensionale CADModellierung des Blechum formungswerkzeuges erzeugt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Modelldaten des dreidimensionalen Volumenmodells durch eine dreidimensionale CADModellierung des mit dem Blechumformungswerkzeug herzustellenden Blechum formteils und nachfolgende Generierung der dreidimensionalen Werkzeugmodelldaten erzeugt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Modelldaten des dreidimensionalen Volumenmodells durch Abtasten, Vermessen und/oder Scannen eines vorhandenen Werkzeugkörpermodells oder BlechumformteilKör permodells und nachfolgende dreidimensionale CADModelldatenaufbereitung erzeugt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Papierbzw. die Kunststoffolienschichten ein seitig mit einer Kleberschicht beschichtet sind.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolien faserverstärkt, insbesondere glasfaserverstärkte Epoxidfolien sind.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoffpulver ein polyamidenthaltendes Pulver verwendet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei der geometri schen Bestimmung der Koordinatendaten des dreidimensionalen Modells und/oder der Vielzahl von Querschnittsdaten die Kompressibilität des fertigen Werkzeuges bei verschiedenen Bela stungssituationen berücksichtigt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug durch Tränken und/oder Infiltrieren mit oder ander weitige Einbringung von aushärtenden chemischen Substanzen und/oder durch Einbringen von Ar mierungen verfestigt und/oder versteift wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Blechumformungswerkzeuges durch Schleifen, Schmiergeln, Polieren oder sonstige Oberflächen bearbeitung geglättet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Blechumformungswerkzeuges durch Grundieren, In filtrieren, Lackieren und/oder dergleichen ver siegelt oder durch Auffüllung mit einem chemi schen, aushärtenden Mittel zum Schließen der Poren geglättet wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche mit einer Metalldünnschicht beschichtet wird.
15. Blechumformungswerkzeug mit einem Oberwerkzeug und einem Unterwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberwerkzeug und/oder das Unterwerkzeug zumindest teilweise aus laminierten Papierschichten, laminierten Kunststoffolien oder aus lasergesinterten polyamidenthaltenden Pulverpartikeln bestehen.
16. Blechumformungswerkzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberwerkzeug und/oder das Unterwerkzeug als Blockwerkzeug, Modularwerkzeug und/oder als Verbundwerkzeug ausgebildet sind.
17. Blechumformungswerkzeug nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen des Oberund/oder Unterwerkzeuges geglättet und/oder versiegelt und/oder verfüllt sind.
18. Blechumformungswerkzeug nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen des Oberund/oder Unterwerkzeuges mit einer Metallbeschichtung versehen sind.
19. Blechumformungswerkzeug nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Ober und/oder Unterwerkzeug mit Kunstharzen ver festigt sind.
20. Blechumformungswerkzeug nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß in das Oberund/oder Unterwerkzeug Armierungen ein gebracht oder eingezogen sind, die mit den Papierschichten oder Kunststoffolien oder gesinterten Kunststoffpartikeln durch einen Kleber oder Kunstharz verbunden sind.
21. Blechumformungswerkzeug nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Ver bundwerkzeug aus einer formspeichernden Schale aus laminierten Papierschichten, laminierten Kunststoffolien oder Kunststoffpartikeln und einem festen Hinterbau, vorzugsweise aus Metallschäumen oder Polymerbeton zusammengesetzt ist.
Description:
Blechumformungswerkzeug und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Blechumformungswerkzeugen und das Blechumfor- mungswerkzeug selbst.

Der grundlegende Verfahrensablauf bei der Blechumfor- mung ohne Erwärmung liegt darin, daß ein Blech zwi- schen ein formspeicherndes/abbildendes Blechumfor- mungswerkzeug, das aus einem Ober-und einem Unter- werkzeug besteht, eingelegt wird, daß eine äußere Kraft auf das Umformwerkzeug und/oder das Umformaus- gangsteil aufgebracht wird, die das Fließen des Materials und seine plastische Verformung in die durch die Werkzeug-Form vorgegebene Gestalt gebracht wird. Neben den ebenen Ausgangsmaterialien, d. h.

Blechen im herkömmlichen Sinne, können auch gebogene Ausgangsmaterialien, wie Rohre, Hohlprofile u. a., verwendet werden. In der Umformtechnik werden die

eingesetzten Ausgangsmaterialien neben ihrer werkstofflichen Gruppierung entsprechend ihrer Herstellung und Eigenschaften zu unterschiedlichen Stählen (Baustähle, hoch-und höchstfeste Stähle, Vergütungsstähle, usw.) und Nichteisenmetallen (Aluminium und Aluminium-Legierungen, Nickel und Nickel-Legierungen, usw.) weiterhin entsprechend ih- rer Dicke unterschieden, nämlich in : warmgewalzte Bleche oder Bander, Dicke 3 bis 16 mm ; kaltgewalzte Feinbleche oder Bänder, Dicke < 3 mm ; Feinstbleche, Dicke 0,49 bis 0,15 mm.

Die verwendeten Werkstoffe der aktiven Umformwerk- zeugelemente (Stempel und Matrize) und der fixieren- den Hilfselemente (Niederhalter, Werkstückaufnahme) sind traditionell hauptsächlich höherfeste Stahl- werkstoffe, z. B. Werkzeugstähle. Stahlwerkstoffe bieten eine ideale Voraussetzung, den unterschied- lichsten Beanspruchungen durch die Wahl von beanspruchungsgerechten Materialzusammensetzungen und die Kombination entsprechender Legierungen gerecht zu werden. Gezielte Wärmebehandlung, zumeist zwischen den mechanischen Prozessen der Werkzeugbearbeitung und Oberflächenveredelungen sind weitere Verfahren der Prozeßkette, die eine Verbesserung der Eigenschaften bewirken.

In der Phase der Entwicklung der Blechumformwerkzeuge bis zu Erreichung ihrer Serienreife kommen zur Senkung der Entwicklungsaufwände häufig auch andere preiswerte Werkzeugwerkstoffvarianten, z. T. nichtmetallische Werkstoffe zur Anwendung, deren

Herstellungsprozesse wegen der Realisierung formspeichernder Werkzeugkonturen aber ähnlich auf- wendig sind wie die der Serienwerkzeuge.

Die Art der Herstellung der formspeichernden Werkzeugkonturen ist vor allem abhängig von deren geometrischer bzw. Formkompliziertheit. Einfache For- men werden in der Regel mechanisch durch Drehen und Fräsen hergestellt. Kompliziertere Formen müssen durch Formfräsen erzeugt werden. Als Vorlage dient bei einfachen Formen die Werkzeugzeichnung und die Qualität der Bearbeitung ist von der Fähigkeit des Bearbeiters abhängig. Kompliziertere Formen werden entweder von einem körperlichen Grund-bzw. Muster- modell, welches erst erzeugt werden muß, abgegriffen oder die Bearbeitung ist bei Vorhandensein entsprechender Technik aber CAD/CAM-Programme möglich. Dabei werden numerisch gesteuerte Werkzeug- maschinen verwendet, wobei die Steuerprogramme für diese NC/CNC-Maschinen separat verstellt werden müs- sen. Derartige Metallwerkzeuge weisen eine hohe Dichte und statische Festigkeit, so daß die Um- formbelastungen keine nennenswerte Stauchungen des Werkzeuges und damit verbundene geometrische Ab- weichungen des umzuformenden Blechteils verursachen sowie das Erreichen einer hohen Lebensdauer auf. Die Entwicklung und Herstellung von Blechumformwerkzeugen bedingen allerdings einen hohen Zeit-und Kostenauf- wand.

Die Blechumformung gehört zu den dynamischen in- dustriellen Produktionszweigen des Fahrzeugbaus, Ma- schinenbaus, Elektrotechnik und Elektronik, jedoch

auch in anderen Wirtschaftsbereichen. Insbesondere die Automobilindustrie versucht den Zwängen einer wirtschaftlichen Verwendung von Energie und Rohstof- fen unter Nutzung von umformenden Verfahren mit hoher Produktivität zur Dämpfung des Kostenanstiegs gerecht zu werden. Diese Bemühungen sind besonders in der Verwirklichung eines optimierten Leichtbaus und damit der stärkeren Anwendung von Ausgangsmaterialien aus Blech zu erkennen. In dem Bemühen, dem Anforderungs- profil gerecht zu werden, müssen die Prämissen schneller und kostengünstiger bei gleicher oder bes- serer Qualität erfüllt werden. Hieraus leitet sich die Notwendigkeit ab, die Prozeßkette bis zur Einfüh- rung eines Produktes deutlich zu verkürzen. Weiterhin ziehen die kürzer werdenden Innovationszyklen eine kürzere Produktlebensdauer und damit eine sinkende Serienstückzahl nach sich. Daraus resultiert die Not- wendigkeit von kurzfristigen Änderungen, d. h.

Kleinserien steigen in ihrer Bedeutung. Die hohe Lebensdauer der vorhandenen, traditionell gefertigten Werkzeuge wird unter diesen Bedingungen nicht aus- reichend erschöpft und der zur Erzeugung aufgebrachte Aufwand ist dann nicht angemessen sondern deutlich überzogen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Blechwerkzeugen und das Blechwerkzeug selbst zu schaffen, die geringere Herstellungsaufwände und-kosten verursachen, dennoch aber für eine begrenzte Fertigungsstückzahl die volle Funktionalität aufweisen.

Im Stand der Technik sind etwa 20 unterschiedliche, sogenannte Rapid-Prototyping-Verfahren bekannt, mit denen schichtweise körperliche Prototypen unmittelbar aus dreidimensionalen CAD-Datenmodellen aufgebaut werden. Zu diesen Rapid-Prototyping-Verfahren zählen auch das sogenannte LOM-Verfahren (Laminated Object Manufacturing) und das selektive Lasersintern (SLS).

Bei dem LOM-Verfahren werden schichtenweise feste, von einer Rolle abzuwickelnde Materialien wie Papier oder Kunststoffolien, die auf der Unterseite mit einem Kleber versehen sind, mittels Druck und Hitze aufeinander verklebt. Danach schneidet ein Laser das Material jeweils pro Schicht dort aus, wo Konturen entstehen sollen. Bei dem selektiven Lasersintern werden pulverförmige Metallwerkstoffe im Schich- tenprinzip verarbeitet und schichtenweise durch Lasereinsatz versintert/verfestigt. Über das selek- tive Lasersintern lassen sich mittlerweile im Stand der Technik Werkzeuge und Formen aus Metall aufbauen, wobei ein Kupfer/Nickel-oder auch ein Chrom/Nickel/ Stahl-Granulat verwendet wird. Auch ist das Laser- sintern von Sandformen bekannt. Das LOM-Verfahren wird vorzugsweise im Modellbau eingesetzt.

Diese an sich bekannten Rapid-Prototyping-Verfahren können zur Lösung der vorliegenden Erfindung ein- gesetzt werden.

Die Aufgabe der Erfindung wird gemäß dem Verfahren durch die Merkmale des Hauptanspruchs und durch ein Blechumformungswerkzeug mit den Merkmalen des neben- geordneten Anspruchs gelöst.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen insbesondere in der schnellen und preiswerten Er- zeugung des Blechumformungswerkzeuges auch bei geometrisch komplizierten Körpern. Dadurch kann schnell auf Kundenwünsche und geänderte Marktsituationen reagiert werden. Weiterhin werden die ProzeSstufen reduziert und die wirtschaftlichen Grenzstückzahlen für die Blechumformung gesenkt.

Durch die Ausnutzung von relativ großen Bauräumen können größere Werkzeuge aus einem Stück hergestellt werden. Weiterhin können preiswerte Nichtmetall- Werkstoffe eingesetzt werden.

Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Ver- besserungen möglich.

Durch Einberechnung der Kompressibilität des Blechum- formungswerkzeuges im fertigen Zustand, beispiels- weise durch Stauchfaktoren in die Ausgangsdaten, kön- nen die geometrischen Abweichungen aufgrund des Einflusses der unterschiedlichen Umformkräfte berück- sichtigt werden.

Durch Nachbearbeitung der Oberflächen, bzw. durch Oberflächenveredelung, werden die Fertigungstoleran- zen verbessert, die geometrische Abbildung stabilisiert und die Standzeit erhöht. Die Lebensdauer des Blechumformwerkzeuges wird gleich- falls durch Armierungen erhöht, die während der Fer- tigung oder in einem weiteren ProzeSschritt ein- gesetzt bzw. eingezogen werden.

Vorteilhafterweise können sowohl Blockwerkzeuge als auch modulare Werkzeuge und Verbundwerkzeuge mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des erfin- dungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Blechumformungswerkzeuges erläutert.

Zur Herstellung der Blechwerkzeuge wird von dreidimensionalen CAD-Volumenmodellen ausgegangen.

Die Modelloberfläche wird mittels mathematischer Methoden, z. B. Dreieck-bzw. Triangulationsverfahren, koordinatenmäßig beschrieben.

Die 3D-Volumenmodelldaten werden entweder unmittelbar und direkt durch 3D-CAD-Modellierung des Blech- werkzeuges oder mittelbar durch 3D-CAD-Modellierung des herzustellenden Blechumformteils und nachfolgende 3D-Werkzeugmodelldatengenerierung erzeugt.

Wenn körperliche Modelle vorhanden sind, werden die 3D-Volumenmodelldaten komplett oder teilweise durch Abtasten, Vermessen und/oder Scannen des vorhandenen Werkzeugkörpermodells und nachfolgender 3D-CAD- Modelldatenaufbereitung und Flächenrückführung er- zeugt bzw. durch Abtasten, Vermessen und/oder Scannen des vorhandenen Blechumformteilkörpermodells und nachfolgende 3D-CAD-Modelldatenaufbereitung des Blechumformwerkzeuges erzeugt. Dabei werden verfah- rens-und maschinenspezifische Parameter, wie Blech- dicke, Ziehspaltbreite, usw. berücksichtigt. Mit bekannten Berechnungsverfahren, die bei den Rapid- Prototyping-Systemen verwendet werden, wird das

dreidimensionale Volumenmodell des Werkzeuges in ein- zelne Volumenelemente (Slices), nämlich x-y Quer- schnitte mit fester oder variabler z-Koordinatenaus- dehnung zerlegt, wobei die dadurch entstehenden Kon- turkoordinaten und die Lage des Schichtvolumens be- stimmt und in einer Steuervorrichtung gespeichert und zur Steuerung eines nachführbaren Lasers oder einer anderweitigen Schneideinrichtung verwendet werden.

Entsprechend der einen Alternative der Erfindung wird ein Laminierverfahren entsprechend dem bekannten LOM- Verfahren verwendet. Dabei ist eine Rolle vorgesehen, auf der ein abwickelbares Bogenmaterial mit einer einseitigen hitzeempfindlichen Kleberschicht auf- gerollt ist. Als Bogenmaterial wird Papier bzw.

Papierfolien und Kunststoffolien, die faserverstärkt sein können, verwendet. Als Beispiel für die Kunststoffolien sei glasfaserverstärkte Epoxidfolie genannt, anstelle des Epoxids können jedoch auch andere Kunststoffe verwendet werden. Die einseitige Kleberschicht ist beispielsweise ein Polyethylen bzw. ein polyethylenenthaltendes Material.

Das bogenartige Material wird von der Rolle abgerollt und mittels einer beheizten Andruckrolle auf schon vorhandene Schichten aufgeklebt. Ein von einer Lasereinrichtung ausgesandter Laserstrahl oder einer anderweitigen Schneideinrichtung, die von der die Konturkoordinaten der Volumenelemente enthaltenden Steuervorrichtung gesteuert wird, schneidet die jeweilige Materialschicht entsprechend den Werkzeug- konturen aus. Selbstverständlich können auch andere Laminierverfahren angewandt werden.

In einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens wird das Blechumformungswerkzeug durch selektives Laser- sintern hergestellt. Dabei wird ein Kunststoff- granulat oder Kunststoffpulver, die vorzugsweise Polyamid beinhalten, schichtenweise in einen zylinderförmigen Arbeitsraum von einer Walze ein- gefüllt, der nach unten von einem beweglichen Stempel abgeschlossen ist, der jeweils entsprechend der Schichtdicke des jeweiligen Volumenelementes ab- gesenkt wird. Die von der Walze verteilte ebene Schicht des Kunststoffpulvers wird bis unterhalb des Schmelzpunktes erhitzt. Ein über einen mechanischen Scanner geführter Laserstrahl erhitzt das Pulver lokal auf Sintertemperatur und überstreicht, von den Daten der Steuereinrichtung gesteuert, die gesamte, innerhalb der Kontur des jeweiligen Volumenelementes liegende Fläche. Durch Absenken des Stempels werden die einzelnen Werkzeugschichten schrittweise erzeugt, wobei das entstehende Werkzeug während des Herstell- vorganges durch das nicht verhärtete Pulver gestützt wird, das für folgende Prozesse wiederverwendet wer- den kann.

Der so hergestellte Werkzeugrohling ist grundsätzlich als Blechumformungswerkzeug einsetzbar, insbesondere dann wenn die Kompressibilität des Werkzeuges bei der Ermittlung der dreidimensionalen Koordinatendaten berücksichtigt wurde, d. h. daß sich das Werkzeug- material aufgrund begrenzter Dichte zusammenpreßt, wobei der Verdichtungsfaktor bzw. Stauchungsfaktor abhängig von der Umformkraft, von der Kräftever- teilung, von der Größe des Werkstücks, von der Art des zu pressenden Werkstücks und dergleichen abhängt.

Aufgrund dieser Stauchung würde eine geometrische Abweichung im Werkzeug auftreten, d. h. einem Vergleich zum Metallwerkzeug geometrisch gleich ge- staltetes Werkzeug nach dem erfindungsgemäßen Verfah- ren würde bei Blechumformung zu Blechteilen mit anderen als gewünschten geometrischen Merkmalen füh- ren. Dieses wird dadurch berücksichtigt, daß von vornherein das Blechumformungswerkzeug"größer" gebaut wird, wobei"Stauchfaktoren", die unterschied- lichen zur Stauchung führenden Parameter berücksich- tigen, vorher ermittelt werden müssen und in die Koordinaten miteingerechnet werden müssen.

Eine andere Möglichkeit zur Verringerung der Kompres- sibilität liegt in der Verfestigung des durch Laser- sintern oder durch Laminierung hergestellten Werkzeugkörpers. Dies kann beispielsweise durch Tränken und/oder Infiltrieren des Werkzeugkörpers mit flüssigen chemischen Substanzen, wie Harzen oder dergleichen geschehen, die in den Werkzeugkörper eindringen und dann aushärten. Dabei wird bei dem im Laminierverfahren hergestellten Werkzeugkörper die chemische Substanz nicht den Werkzeugkörper vollstän- dig durchdringen, sondern sie wird nur einige Milli- meter in das Werkzeug eindringen, so daS sich eine Randzonenverfestigung bildet. Bei dem im Sinterver- fahren hergestellten Werkzeugkörper ist ein In- filtrieren durch den gesamten Körper möglich.

Die härtenden Substanzen, die auch pulverförmig sein können, können auch durch andere Einbringungsarten in den Werkzeugkörper gebracht werden.

Eine weitere Ausführungsform der Verfestigung des Werkzeugkörpers besteht in der Versteifung durch Armierungen. Solche Armierungen können beispielsweise in Form von Drähten, Gittern oder Stäben realisiert sein, die während des Laminier-und Sinterverfahrens eingebracht oder nachträglich am fertigen Werkzeug- körper eingezogen werden. Während des Herstellungs- verfahrens des Werkzeugkörpers ist es denkbar, daß Drähte oder Gitter bzw. Geflechte zwischen, bzw. in die Schichten eingelegt werden und mit diesen verklebt werden. Nachträglich können vorzugsweise Stäbe eingezogen werden, wobei in den Werkzeugkörper Löcher gebohrt werden, in die Stäbe oder ähnliches Versteifungsmaterial mit einem flüssigen Kleber bzw.

Kunstharz eingeführt werden. Der Kleber verbindet das Versteifungsmaterial mit dem Werkzeugkörper.

Selbstverständlich ist auch eine Kombination aller Verstärkungsmöglichkeiten anwendbar, wobei zusätzlich die dann geringere Kompressibilität durch entsprechend verringerte Stauchungsfaktoren berück- sichtigt werden kann. Wie schon oben ausgeführt, beeinflußt die Reibung zwischen Umformwerkzeug und Blech wesentlich die Standzeiten des Werkzeuges. Da das verwendete Material für den Werkzeugkörper von Haus aus eine größere Reibung aufweist, könnte sie das Fließen des Werkstücks negativ beeinflussen.

Daher wird vorteilhafterweise die Oberfläche, d. h. die Umformfläche des Werkzeugs geglättet. Dies kann durch mechanische Oberflächenbearbeitung, beispiels- weise durch Schmiergeln, Schleifen, Polieren oder dergleichen, geschehen. Bei einem durch Lasersintern hergestellten Werkzeug, das im Urzustand wegen des

verwendeten versinterten Pulvers eine entsprechende Körnigkeit der Oberfläche aufweist, kann diese durch ein chemisches Mittel, z. B. einem Kleber u. a., auf- gefüllt werden, die zunächst flüssig sind und dann aushärten, wodurch sich die Poren der Oberfläche schlieSen. Auch hier kann nachträglich noch mechanisch geglättet werden.

Es ist jedoch auch sinnvoll, die Umformflächen des Werkzeuges zu versiegeln und dadurch die Oberfläche zu verbessern, wobei die Versiegelung insbesondere deshalb sinnvoll ist, weil die Materialschichten des Laminierverfahrens, vor allem die Papierschichten unter dem Einfluß von Feuchtigkeit quellen können, wodurch sich die Werkzeuggeometrie verändern könnte.

Die"Versiegelung"kann durch Grundieren, Infil- trieren oder Lackieren oder dergleichen realisiert werden.

Schließlich ist auch eine Beschichtung der Um- formfläche des Werkzeuges denkbar, bei der durch den Einsatz von Niedrigtemperaturbeschichtungsverfahren (ca. 80 bis 150 °C) eine Metalldünnschicht auf- gebracht wird, wobei eine extrem glatte Oberfläche hergestellt wird und die Verschleißfestigkeit verbes- sert wird.

Das Blechumformungswerkzeug kann mit dem oben beschriebenen Verfahren als Blockwerkzeug, aber auch als modulares Werkzeug hergestellt werden. Bei letzterem wird das Gesamtwerkzeug aus einzelnen Form- einsätzen und/oder-segmenten zusammengesetzt, die

mit dem oben beschriebenen Verfahren als Laminatkör- per oder Sinterkörper hergestellt werden.

Auch ist das erfindungsgemäße Verfahren für Ver- bundwerkzeuge anwendbar, die aus einer formspei- chernden/-abbildenden Schale besteht, die durch einen festen Hinterbau bzw. eine feste Hinterfütterung komplettiert wird. Dabei können die Kostenaufwendun- gen dadurch reduziert werden, daß die formspeichernde Werkzeugschale, die wirklichen, umzuformenden Blech- teile aufweist, mittels Laminier-bzw. Sinterverfah- ren hergestellt wird, während der dahinterliegende Werkzeuggrundkörper aus einem billigen und schnell verarbeitbaren Material geformt wird. Hier scheinen sich insbesondere Metallschäume, beispiels-weise Aluminium-Granulat mit einem flüssigen Binder, der nach ca. 1 Tag aushärtet, sowie sogenannter Polymerbeton, ein spezielles Baustoffgranulat mit einem flüssigen Binder, der auch ca. 1 Tag für die Aushärtung benötigt, anzubieten.