Deep Drawing and Hydroforming Tooling: Fast Prototyping via Metal AM
Metal additive manufacturing for sheet metal stamping and hydroforming dies: Maraging 300, 2,000 MPa compressive strength, internal lubrication, tools in 72 hours.
Prototyping deep-drawing dies typically takes months. Metal AM cuts lead times to 72 hours using maraging steel with compressive strengths > 2,000 MPa for runs up to 5,000 stampings.
- Werkzeug-Lieferzeit schrumpft von 10 Wochen auf unter 4 Tage für beschleunigte Fahrzeuganläufe.
- Extreme Druckfestigkeit: Gehärteter Maraging-Stahl (54 HRC) widersteht Umformdrücken über 2.000 MPa.
- Direkte Integration interner Schmiermitteldüsen reduziert Reibung und Blecheinreißer beim Tiefziehen.
- Wirtschaftlich überlegen für Prototypen, Sonderfahrzeuge und Ersatzteilserien von 10 bis 5.000 Stück.
Technical Specifications & Comparison Matrix
ISO/ASTM 52900| Werkzeugkonzept | 3D-gedrucktes Maraging-Werkzeug | Gefräster Gussstahl (GJS/1.2379) | Polymer-3D-Druck / Resinstempel |
|---|---|---|---|
| Lieferzeit | 3 - 5 Tage | 8 - 14 Wochen | 1 - 2 Tage |
| Druckbelastbarkeit | Sehr hoch (> 2.000 MPa) | Sehr hoch (> 2.200 MPa) | Gering (< 150 MPa, bricht schnell) |
| Integrierte Schmierkanäle | Vollständig möglich (Mikrodüsen) | Nur linear gebohrt | Nicht möglich |
| Maximale Blechstärke | Bis 3.0 mm Stahl / 2.0 mm Edelstahl | Unbegrenzt | Nur dünnes Aluminium (< 0.8 mm) |
| Standzeit | 500 - 5.000 Teile (Prototypenserie) | > 100.000 Teile (Großserie) | 10 - 50 Teile |
Hydroforming under Extreme Internal Pressures (2,500 bar)
Beim Innenhochdruckumformen (IHU) wird ein Hohlprofil durch eine Wasser-Öl-Emulsion unter Drücken von bis zu 2.500 bar an die Matrizenwand gepresst. Die Matrize muss absolut formstabil bleiben. 3D-gedruckte Formnester aus 1.2709 widerstehen diesen Kräften ohne plastische Dehnung. Entlüftungsbohrungen können mikroskopisch fein (Durchmesser 0.3 mm) direkt an den Radien eingedruckt werden, ohne dass sich das Blech einprägt.
Micro-Lubrication Nozzles in the Draw Bead
Beim Tiefziehen von Karosserieblechen entscheidet der Materialfluss in der Ziehsicke über Falten- oder Rissbildung. 3D-gedruckte Stempel verfügen über integrierte Kanäle, die Schmieröl über poröse Auslasszonen mikrometergenau an die Reibungspunkte leiten. Dies senkt den Reibungskoeffizienten, verhindert Kaltverschweißungen und ermöglicht tiefere Ziehtiefen in einem Zug.
Rapid Modification of Existing Press Dies via DED
Ändert sich kurz vor Serienstart die Blechgeometrie, muss nicht das gesamte 5-Tonnen-Werkzeug neu gebaut werden: Die alte Kontur wird auf einer Fräse um 5 mm abgefräst. Mittels Laser-DED (Pulver oder Draht) wird die neue Kontur direkt additiv aufgetragen und formgefräst. Das Werkzeug ist nach 48 Stunden wieder in der Presse.
Frequently Asked Questions (FAQ)
Wie werden die Oberflächen von 3D-Druck-Umformwerkzeugen geglättet?
Kann das Werkzeug nachgeschliffen werden?
Welche Blechwerkstoffe können umgeformt werden?
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