Applications & Economics W3D-APP-15 ISO/ASTM 52900 Validiert

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.

Stand: 2026-03-24 Lesezeit: 8 min Fachredaktion Additive Fertigung
Executive Summary & Key Engineering Takeaways Normative Status: Validated

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.
Fertigungszeit
3 bis 5 Tage (vs. 10 Wochen)
Druckfestigkeit
> 2.000 MPa (1.2709)
Härte nach Auslagern
52 - 56 HRC
Standmenge Prototyp
500 - 5.000 Blechteile

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
01

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.

02

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.

03

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.

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Frequently Asked Questions (FAQ)

Wie werden die Oberflächen von 3D-Druck-Umformwerkzeugen geglättet?
Durch 5-Achs-Schlichtfräsen mit Kugelfräsern, gefolgt von manuellem Polieren mit Schleifsteinen auf Ra < 0.2 µm, um Riefenbildung auf dem Ziehblech zu verhindern.
Kann das Werkzeug nachgeschliffen werden?
Ja, Maraging-Stahl 1.2709 besitzt durchgängig dieselbe Härte (54 HRC) im gesamten Volumen und kann beliebig oft nachgearbeitet werden.
Welche Blechwerkstoffe können umgeformt werden?
Tiefziehstähle (DC04), hochfeste Dualphasenstähle (DP600), Aluminiumlegierungen (Al 5000/6000) sowie Titan- und Edelstahlbleche.

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