DE19806761A1

DE19806761A1 - Seat bowl for vehicle seat

Info

Publication number: DE19806761A1
Application number: DE1998106761
Authority: DE
Inventors: Peter Hamm
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1998-02-18
Filing date: 1998-02-18
Publication date: 1999-08-19

Abstract

The seat bowl (or other component, e.g. the inner sheet of a tailgate or hood) is produced by super-plastic forming (SPF) from a nonferrous metal alloy such as an aluminum alloy containing magnesium or a magnesium alloy containing aluminum. A semifinished sheet product (13), e.g. a thin sheet of 0.5-3 mm in thickness, forms the basis for the manufacture.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugteil, insbesondere eine Sitzschale eines Kraftfahrzeugsitzes oder ein Karosserieteil (z. B. ein Heckdeckel-Innenblech oder ein Motorraumdeckel-Innenblech oder ein Tür-Innenblech) eines Kraftfahrzeuges, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.The present invention relates to a motor vehicle part, in particular a seat shell Motor vehicle seat or a body part (e.g. a rear lid inner panel or a Engine compartment lid inner panel or a door inner panel) of a motor vehicle, and a Process for its manufacture.

Kraftfahrzeugteile werden überwiegend durch Tiefzieh-, Stanz-, Biege- und/oder Rollvorgänge hergestellt. Sie bestehen überwiegend aus Stahl; in letzter Zeit kommen auch verstärkt Teile aus Aluminium, Magnesium oder Kunststoffen zum Einsatz.Motor vehicle parts are predominantly by deep drawing, stamping, bending and / or Roll processes made. They mainly consist of steel; lately come too reinforces parts made of aluminum, magnesium or plastics.

Im Bereich der Luft- und Raumfahrt wird als weiteres Umformverfahren für metallische Werkstoffe das superplastische Umformen (superplastic forming, auch kurz SPF genannt) eingesetzt. Superplastizität ist ein Warmumformverhalten, unter dem die Fähigkeit eines metallischen Werkstoffes verstanden wird, bei Aufbringung nur sehr geringer Fließspannungen ohne Einschnürung und praktisch ohne Kaltverfestigung Umformgrade von einigen 100% bis über 1000% zu ertragen, ohne durch Reißen zu versagen. Ein Merkmal des superplastischen Verhaltens von Werkstoffen ist die starke Abhängigkeit der Fließspannung von der Dehngeschwindigkeit. Superplastische Werkstoffe zeichnen sich mikroskopisch durch ein sehr feinkörniges Gefüge mit Korngrößen von wenigen Mikrometern aus. Die superplastische Umformtemperatur t_U (angegeben in K) ist größer als die Hälfte der Schmelztemperatur t_S (ebenfalls angegeben in K) des superplastischen Materials: t_U < 0,5. t_S.In the field of aerospace, superplastic forming (superplastic forming, also called SPF for short) is used as a further forming process for metallic materials. Superplasticity is a hot-forming behavior, which is understood to mean the ability of a metallic material to withstand very low yield stresses without constriction and practically without strain hardening. It can withstand degrees of deformation from a few 100% to over 1000% without failing due to tearing. A characteristic of the superplastic behavior of materials is the strong dependence of the yield stress on the strain rate. Superplastic materials are characterized microscopically by a very fine-grained structure with grain sizes of a few micrometers. The superplastic forming temperature t _U (specified in K) is greater than half the melting temperature t _S (also specified in K) of the superplastic material: t _U <0.5. t _p .

Verfahren der superplastischen Umformung und daraus hergestellte Bauteile sind z. B. bekannt aus den Veröffentlichungen DE 197 14 631 A1, JP 05 059 568 A, DE 197 00 320 A1, JP 06 049 576 A, DE 38 26 636 A1, JP 08 269 589 A und DE 42 41 421 A1.Superplastic forming processes and components made from them are e.g. B. known from the publications DE 197 14 631 A1, JP 05 059 568 A, DE 197 00 320 A1, JP 06 049 576 A, DE 38 26 636 A1, JP 08 269 589 A and DE 42 41 421 A1.

Es besteht die Aufgabe, den Stand der Technik der Herstellung von Kraftfahrzeugteilen der eingangs genannten Art und die derart hergestellten Kraftfahrzeugteile weiterzuentwickeln.It is the task of the state of the art of the production of motor vehicle parts initially mentioned type and to further develop the motor vehicle parts produced in this way.

Dies wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines Kraftfahrzeugteils gemäß Anspruch 1 und dessen Weiterbildungen sowie durch ein Kraftfahrzeugteil gemäß Anspruch 21 und dessen Weiterbildungen gelöst.This is achieved by a method for manufacturing a motor vehicle part according to claim 1 and its developments and by a motor vehicle part according to claim 21 and its further training solved.

Das Verfahren des superplastischen Umformens ermöglicht die bisherigen Grenzen der Umformung metallischer Werkstoffe - nämlich die verhältnismäßig hohe Fließspannung aufgrund des begrenzten Formänderungsvermögens - zu überwinden. Die superplastisch umzuformenden Werkstückhalbzeuge können in einem einzigen Herstellungsschritt endabmessungsgenau produziert werden. Aufwendige Nachbearbeitungs-, Zerspan- oder Fügeprozesse können dadurch im allgemeinen entfallen. Die beim superplastischen Umformen erhaltenen Oberflächen sind sehr glatt und dicht, mithin von sehr hoher Qualität.The process of superplastic forming enables the previous limits of the Forming of metallic materials - namely the relatively high yield stress due to the limited resilience - to overcome. The super plastic Semi-finished workpieces to be formed can be produced in a single manufacturing step to be produced with final dimensions. Elaborate post-processing, machining or As a result, joining processes can generally be dispensed with. The one with the superplastic Forming surfaces obtained are very smooth and dense, hence of very high quality.

Aufgrund der gegenüber dem Tiefziehen begrenzten Umformgeschwindigkeit beim superplastischen Umformen ist das superplastische Umformen insbesondere für den Prototypen- und Kleinserienbau interessant. Aber auch ein Einsatz im Großserienbau ist durchaus möglich.Due to the limited forming speed compared to deep drawing superplastic forming is superplastic forming especially for the Prototype and small series construction interesting. But it is also used in mass production quite possible.

Im Kraftfahrzeugbau, insbesondere Kraftfahrzeug-Karosseriebau, ist aus Gründen der Gewichtsreduzierung Leichtbau (selbstverständlich unter Berücksichtigung der notwendigen statischen und dynamischen Festigkeiten) angestrebt. Neben Aluminium- kommen dabei auch in verstärktem Maße Magnesiumlegierungen zum Einsatz. Allerdings zeigen Magnesium und seine Legierungen aufgrund ihres hexagonalen Gitters nur eine eingeschränkte Kaltumformbarkeit. Angesichts dessen ist gerade die Kombination von Magnesium und Magnesiumlegierungen mit superplastischer Umformung sinnvoll, da man dadurch deren eingeschränkte Kaltumformbarkeit umgehen kann.In motor vehicle construction, in particular motor vehicle body construction, is for reasons of Weight reduction in lightweight construction (taking the necessary into account, of course) static and dynamic strengths). In addition to aluminum Magnesium alloys are also used to an increasing extent. Show however Magnesium and its alloys are only one because of their hexagonal lattice limited cold formability. Given this, the combination of Magnesium and magnesium alloys with superplastic forming make sense as one thereby avoiding their limited cold formability.

Im Vergleich zu "normalplastischen" Werkstoffen verformt sich in einem superplastischen Werkstoff das gesamte Gefüge beim superplastischen Umformen homogen und gleichmäßig. Es tritt keine Rückfederung nach der Verformung auf. Compared to "normal plastic" materials, it deforms in a super plastic The entire structure of the superplastic forming process is homogeneous and evenly. There is no springback after the deformation.

Ein entscheidendes Merkmal superplastischer Werkstoffe ist ein sehr feinkörniges Gefüge mit Korngrößen von wenigen Mikrometern, insbesondere 1 bis 10 Mikrometern. Hieraus ist zu erkennen, daß Superplastizität an die Existenz von Korn- bzw. Phasengrenzen gebunden ist. Bei der superplastischen Umformung findet keine nennenswerte Kornformänderung, sondern Erhalt der Gleichachsigkeit sowie Korndrehung und Nachbarwechsel (anstatt Kornstreckung in Zugrichtung wie bei normaler plastischer Verformung) auftritt. Das superplastische Umformen findet oberhalb der Rekristallisationstemperatur des superplastischen Werkstoffes statt; diese liegt im allgemeinen bei der Hälfte der Schmelztemperatur t_S (angegeben in K) des Werkstoffes.A crucial feature of superplastic materials is a very fine-grained structure with grain sizes of a few micrometers, in particular 1 to 10 micrometers. From this it can be seen that superplasticity is linked to the existence of grain or phase boundaries. In the case of superplastic forming, there is no significant change in grain shape, but rather the preservation of coaxiality as well as grain rotation and change of neighbor (instead of grain stretching in the direction of tension as with normal plastic deformation) occurs. The superplastic forming takes place above the recrystallization temperature of the superplastic material; this is generally half the melting temperature t _S (given in K) of the material.

Als besonders geeignet für das superplastische Umformen haben sich bestimmte magnesiumhaltige Aluminiumlegierungen bzw. bestimmte aluminiumhaltige Magnesiumlegierungen erwiesen. Es werden dabei jeweils Legierungen mit geringem Eisenanteil bevorzugt, der vorzugsweise unter 0,004 Gew.-% liegen sollte. Als Ausgangshalbzeuge für die superplastische Umformherstellung von Sitzschalen von Kraftfahrzeugsitzen oder Karosserieteilen von Kraftfahrzeugteilen (z. B. Heckdeckel- Innenblechen, Motorraumdeckel-Innenblechen oder Tür-Innenblechen) dienen im allgemeinen Blechhalbzeuge, insbesondere Feinblechhalbzeuge mit einer Dicke zwischen 0,5 und 3 mm.Certain have proven to be particularly suitable for superplastic forming Magnesium-containing aluminum alloys or certain aluminum-containing ones Magnesium alloys proven. Alloys with low Iron content preferred, which should preferably be less than 0.004 wt .-%. As Initial semi-finished products for the superplastic forming of seat shells by Motor vehicle seats or body parts of motor vehicle parts (e.g. trunk lid Inner sheets, engine compartment lid inner sheets or door inner sheets) serve in the general sheet metal semi-finished products, in particular sheet metal semi-finished products with a thickness between 0.5 and 3 mm.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels, das in mehreren Varianten vorgeführt wird, näher erläutert. In der beigefügten Zeichnung zeigt:The invention is described in the following using an exemplary embodiment which is in several Variants is demonstrated, explained in more detail. The attached drawing shows:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung eines Kraftfahrzeugteils. Fig. 1 shows a schematic cross section through an embodiment of an apparatus for performing the method for manufacturing a motor vehicle part.

Die allgemein mit 1 bezeichnete Vorrichtung, die in der Fig. 1 schematisch im Querschnitt gezeichnet ist, dient zum Herstellen eines Kraftfahrzeugteils aus einem metallischen Halbzeug 13a durch superplastisches Umformen (superplastic forming, auch kurz SPF genannt). Die SPF-Vorrichtung 1 umfaßt ein wärmeisolierendes Gestell 2, das zum Einlegen des Halbzeugs 13a und zum Entnehmen des Kraftfahrzeugteils geöffnet werden kann, wie dies aus Vorrichtungen zur Herstellung von Luft- und Raumfahrtbauteilen bekannt ist (daher in Fig. 1 nicht näher dargestellt). The device, generally designated 1 , which is drawn schematically in cross section in FIG. 1, is used to manufacture a motor vehicle part from a metallic semi-finished product 13 a by superplastic forming (also called SPF for short). The SPF device 1 comprises a heat-insulating frame 2 which can be opened for inserting the semifinished product 13 a and for removing the motor vehicle part, as is known from devices for producing aerospace components (therefore not shown in more detail in FIG. 1). .

Innerhalb des wärmeisolierenden Gestells 2 befindet sich ein wärmeisolierendes unteres Tragteil 3a, oberhalb dessen eine untere elektrisch betriebene Heizplatte 4a angeordnet ist. Auf der unteren Heizplatte 4a ruht in wärmeleitendem Kontakt eine Matrize 8, die die Negativform des herzustellenden Karosserieteils darstellt. Auf einer Abdichtung 11, die umlaufend am Rand der Matrize angeordnet ist, liegt das Halbzeug 13a aus einem 1,6 mm dicken Feinblech auf.Within the heat-insulating frame 2 there is a heat-insulating lower support part 3 a, above which a lower electrically operated heating plate 4 a is arranged. On the lower heating plate 4 a rests in thermally conductive contact a die 8 , which represents the negative shape of the body part to be produced. On a seal 11 , which is arranged circumferentially on the edge of the die, the semi-finished product 13 a is made of a 1.6 mm thick sheet metal.

Oberhalb des Blechhalbzeugs 13 befindet sich ein Formoberteil 18. Das Formoberteil 18 ist über eine flexible SPF-Gaseinlaßleitung 7, die mittels einer SPF-Gaseinlaßsteuerung 14 angesteuert wird, mit einem SPF-Gaseinlaß 6 verbunden.A molded upper part 18 is located above the sheet metal semifinished product 13 . The upper mold part 18 is connected via a flexible SPF-gas inlet pipe 7, which is driven by means of a gas inlet controller 14 SPF using an SPF gas inlet. 6

Das Formoberteil 18 ist in wärmeleitendem Kontakt an der Unterseite einer elektrisch betriebenen oberen Heizplatte 4b angebracht, die wiederum an der Unterseite eines wärmeisolierenden oberen Tragteils 3b befestigt ist. Formoberteil 18, obere Heizplatte 4b und oberes Tragteil 3b sind mittels eines Druckstempels 12 vertikal nach oben und unten verfahrbar. Dementsprechend ist die SPF-Gaseinlaßleitung 7 flexibel ausgelegt. Der Druckstempel 12 stellt den mechanischen Form-Zuhaltedruck gegen den beim superplastischen Umformen wirkenden Gasdruck her und verhindert ein Abheben des Formoberteils 18 vom Blechhalbzeug 13 während des superplastischen Umformens.The upper mold part 18 is attached in heat-conducting contact on the underside of an electrically operated upper heating plate 4 b, which in turn is attached to the underside of a heat-insulating upper support part 3 b. The upper mold part 18 , the upper heating plate 4 b and the upper support part 3 b can be moved vertically up and down by means of a pressure stamp 12 . Accordingly, the SPF gas inlet line 7 is designed to be flexible. The pressure stamp 12 produces the mechanical mold locking pressure against the gas pressure acting during superplastic forming and prevents the upper mold part 18 from being lifted off from the sheet metal semifinished product 13 during superplastic forming.

Das in Fig. 1 dargestellte Blechhalbzeug 13 besteht aus AZ 31, einer aluminiumhaltigen Magnesiumlegierung der Zusammensetzung 3 Gew.-% Aluminium Al, 0,7 Gew.-% Zink Zn, 0,2 Gew.-% Mangan Mn, Rest Magnesium Mg sowie übliche Verunreinigungen. Daneben kommen aber beispielsweise auch folgende Aluminium- bzw. Magnesiumlegierungen als Materialien des Halbzeugs 13a in Frage:
AZ 61: Zusammensetzung 6 Gew.-% Aluminium Al, 0,7 Gew.-% Zink Zn, 0,17 Gew.-% Mangan Mn, Rest Magnesium Mg sowie übliche Verunreinigungen;
AZ 91: Zusammensetzung 90,15 Gew.-% Magnesium Mg, 9 Gew.-% Aluminium Al, 0,15 Gew.-% Mangan Mn, 0,7 Gew.-% Zink Zn sowie übliche Verunreinigungen;
AlCu6: Zusammensetzung 0,5 Gew.-% Zirkon Zr, 6 Gew.-% Kupfer Cu, Rest Aluminium Al sowie übliche Verunreinigungen;
Ma21: Zusammensetzung 80,4 Gew.-% Magnesium Mg, 5,2 Gew.-% Aluminium Al, 4,7 Gew.-% Cadmium Cd, 8,1 Gew.-% Lithium Li, 0,2 Gew.-% Mangan Mn, 1,4 Gew.-% Zink Zn sowie übliche Verunreinigungen;
eine Magnesiumlegierung der Zusammensetzung 1,6 Gew.-% Cadmium Cd, 3,1 Gew.-% Zink Zn, 0,65 Gew.-% Zirkon Zr. 0,95 Gew.-% Lanthan La, Rest Magnesium Mg sowie übliche Verunreinigungen;
eine Magnesiumlegierung der Zusammensetzung 1,86 Gew.-% Aluminium Al, 0,79 Gew.-% Zink Zn, 0,053 Gew.-% Mangan Mn, 0,001 Gew.-% Eisen Fe, Rest Magnesium Mg sowie übliche Verunreinigungen;
eine Magnesiumlegierung der Zusammensetzung 8,5 Gew.-% Lithium Li, Rest Magnesium Mg sowie übliche Verunreinigungen;
eine Magnesiumlegierung der Zusammensetzung 1,5 Gew.-% Mangan Mn, 3 Gew.-% Cer Ce, Rest Magnesium Mg sowie übliche Verunreinigungen;
ZK 60: Zusammensetzung 6 Gew.-% Zink Zn, 0,5 Gew.-% Zirkon Zr, Rest Magnesium Mg sowie übliche Verunreinigungen;
ZW 3: Zusammensetzung 3 Gew.-% Zink Zn, Spuren von Yttrium Y, Rest Magnesium Mg sowie übliche Verunreinigungen;
MgAl12: Zusammensetzung 12 Gew.-% Aluminium Al, Rest Magnesium Mg sowie übliche Verunreinigungen;
AC 120 (AlMg0,4Si1,2Mn): Zusammensetzung 0,4 Gew.-% Magnesium Mg, 1,2 Gew.-% Silizium Si, Spuren von Mangan Mn, Rest Aluminium Al sowie übliche Verunreinigungen. The sheet metal semifinished product 13 shown in FIG. 1 consists of AZ 31 , an aluminum-containing magnesium alloy with the composition 3% by weight aluminum Al, 0.7% by weight zinc Zn, 0.2% by weight manganese Mn, the rest magnesium Mg as well usual impurities. In addition, for example, the following aluminum or magnesium alloys are also suitable as materials for the semifinished product 13 a:
AZ 61: composition 6% by weight aluminum Al, 0.7% by weight zinc Zn, 0.17% by weight manganese Mn, balance magnesium Mg as well as usual impurities;
AZ 91: composition 90.15% by weight of magnesium Mg, 9% by weight of aluminum Al, 0.15% by weight of manganese Mn, 0.7% by weight of zinc Zn and also conventional impurities;
AlCu6: composition 0.5% by weight of zirconium Zr, 6% by weight of copper Cu, remainder aluminum Al and usual impurities;
Ma21: composition 80.4% by weight of magnesium Mg, 5.2% by weight of aluminum Al, 4.7% by weight of cadmium Cd, 8.1% by weight of lithium Li, 0.2% by weight Manganese Mn, 1.4% by weight zinc Zn as well as usual impurities;
a magnesium alloy of the composition 1.6% by weight cadmium Cd, 3.1% by weight zinc Zn, 0.65% by weight zirconium Zr. 0.95% by weight of lanthanum La, the remainder being magnesium Mg and usual impurities;
a magnesium alloy of the composition 1.86% by weight aluminum Al, 0.79% by weight zinc Zn, 0.053% by weight manganese Mn, 0.001% by weight iron Fe, balance magnesium Mg and usual impurities;
a magnesium alloy of the composition 8.5% by weight lithium Li, balance magnesium Mg and usual impurities;
a magnesium alloy with the composition 1.5% by weight of manganese Mn, 3% by weight of Cer Ce, the remainder being Magnesium Mg and usual impurities;
ZK 60: composition 6% by weight of zinc Zn, 0.5% by weight of zirconium Zr, balance magnesium Mg as well as usual impurities;
ZW 3: composition 3% by weight zinc Zn, traces of yttrium Y, remainder magnesium Mg and usual impurities;
MgAl12: composition 12% by weight aluminum Al, balance magnesium Mg as well as usual impurities;
AC 120 (AlMg0.4Si1.2Mn): composition 0.4% by weight of magnesium Mg, 1.2% by weight of silicon Si, traces of manganese Mn, remainder aluminum Al as well as usual impurities.

Ein superplastischer Umformvorgang zur Herstellung eines Kraftfahrzeugteils, z. B. einer Sitzschale eines Kraftfahrzeugsitzes oder eines Karosserieteils (z. B. eines Heckdeckel- Innenblechs oder eines Motorraumdeckel-Innenblechs oder eines Tür-Innenblechs) läuft in der Vorrichtung 1 etwa folgendermaßen ab:A superplastic forming process for the manufacture of a motor vehicle part, e.g. B. a seat shell of a motor vehicle seat or a body part (z. B. a trunk lid inner panel or an engine compartment lid inner panel or a door inner panel) runs in the device 1 approximately as follows:

Zunächst wird die Vorrichtung 1 geöffnet, um das Blechhalbzeug 13 in die Vorrichtung 1 einzulegen. Das Blechhalbzeug 13 wird randständig auf der umlaufenden Abdichtung 11 auf der Matrize 8 angeordnet. Alternativ kann auch die Matrize 8 der Vorrichtung 1 entnommen, das Halbzeug 13a außerhalb der Vorrichtung 1 auf der Matrize 8 angeordnet und beides zusammen danach wieder in die Vorrichtung 1 eingebracht werden. Anschließend wird die Vorrichtung 1 wieder geschlossen. Dieser Zustand ist in der Fig. 1 dargestellt.First, the device 1 is opened in order to insert the sheet metal semifinished product 13 into the device 1 . The sheet metal semifinished product 13 is arranged on the edge of the circumferential seal 11 on the die 8 . Alternatively, the die 8 can also be removed from the device 1 , the semifinished product 13 a can be arranged outside the device 1 on the die 8 , and both can then be reinserted into the device 1 . The device 1 is then closed again. This state is shown in FIG. 1.

Anschließend wird (durch den Pfeil 19 in der Fig. 1 angedeutet) der Druckstempel 12 mit dem oberen wärmeisolierenden Tragteil 3b, der oberen Heizplatte 4b und dem Formoberteil 18 abwärts verfahren, bis das Formoberteil 18 im Randbereich auf das Halbzeug 13a aufgepreßt wird. Formoberteil 18, Halbzeug 13a, Abdichtung 11 und Matrize 8 beinhalten dann zwei gegenüber der Umgebung getrennte Gasräume, nämlich einen unteren Gasraum 20 zwischen Blechhalbzeug 13 und der Matrize 8 und einen oberen Gasraum 21 zwischen der Matrize 8 und dem Formoberteil 18. Vom SPF-Gaseinlaß 6 wird nun - gesteuert durch die SPF-Gaseinlaßsteuerung 14 - durch die SPF-Gaseinlaßleitung 7 ein Druckgas in den oberen Gasraum 21 eingelassen, das auf das Blechhalbzeug 13 eine Druckkraft in Richtung auf die Matrizen-Negativform 8 ausübt. Durch die elektrisch beheizten Heizplatten 4a, 4b (die in anderen Ausführungsvarianten der Vorrichtung 1 z. B. auch durch durchströmendes erwärmtes Öl beheizt werden können) ist das Blechhalbzeug zwischenzeitlich auf seine Umformtemperatur erwärmt worden. Es beginnt nun der superplastische Umformvorgang, bei dem sich das Blechhalbzeug 13 an die Negativform der Matrize 8 anlegt, um die Positivform des herzustellenden Karosserieteils auszubilden.Then (indicated by arrow 19 in Fig. 1) the pressure stamp 12 with the upper heat-insulating support part 3 b, the upper heating plate 4 b and the upper mold part 18 move downward until the upper mold part 18 is pressed onto the semi-finished product 13 a . The upper mold part 18 , the semifinished product 13 a, the seal 11 and the die 8 then contain two gas spaces which are separate from the surroundings, namely a lower gas space 20 between the sheet metal semifinished product 13 and the die 8 and an upper gas space 21 between the die 8 and the upper mold part 18 . From the SPF gas inlet 6 - controlled by the SPF gas inlet control 14 - a compressed gas is admitted into the upper gas space 21 through the SPF gas inlet line 7 , which exerts a compressive force on the sheet metal semifinished product 13 in the direction of the female mold 8 . By means of the electrically heated heating plates 4 a, 4 b (which in other embodiment variants of the device 1 can also be heated, for example, by heated oil flowing through them), the sheet metal semi-finished product has in the meantime been heated to its forming temperature. The superplastic forming process now begins, in which the semifinished sheet metal product 13 bears against the negative form of the die 8 in order to form the positive form of the body part to be produced.

Anschließend wird der obere Gasraum 21 druckentlastet, der Druckstempel 12 mit dem oberen Tragteil 3b, der oberen Heizplatte 4b und dem Formoberteil 18 verfährt nach oben, und das ausgeformte Karosserieteil kann (allein oder gemeinsam mit der Matrize 8) zum Abkühlen aus der Vorrichtung 1 entnommen werden. Die Vorrichtung 1 kann danach mit dem nächsten Blechhalbzeug 13, das z. B. zwischenzeitlich bereits auf einer zweiten, anderen Matrize 8 außerhalb der Vorrichtung 1 fertig vorbereitet angeordnet worden sein kann, beschickt werden.Then the upper gas chamber 21 is relieved of pressure, the pressure stamp 12 with the upper support part 3 b, the upper heating plate 4 b and the upper mold part 18 moves upward, and the molded body part can (alone or together with the die 8 ) for cooling from the device 1 can be removed. The device 1 can then with the next sheet metal 13 , the z. B. in the meantime may already have been arranged ready prepared on a second, different die 8 outside the device 1 .

Bei Aluminiumteilen liegt die Umformgeschwindigkeit im allgemeinen bei 10^-3 s^-1 bis 10^-4 s^-1. Der SPF-Gasdruck zum superplastischen Umformen wird bevorzugt über die Zeit während des Umformvorgangs gesteuert, um während des gesamten Umformvorgangs eine definierte Umformspannung zu gewährleisten. Bei der Herstellung eines Innenblechs einer Heckklappe aus der magnesiumhaltigen Aluminiumlegierung AZ 31 wurde der SPF-Gasdruck zum superplastischen Umformen während des Umformvorgangs z. B. zwischen 5 bar und 40 bar geregelt. Als SPF-Druckgas wird bevorzugt ein Edelgas (z. B. Argon) oder ein Gemisch von Edelgasen verwendet. Insbesondere bei Halbzeugen aus Magnesiumlegierungen kann durch den Einsatz von Edelgasen oder Edelgasgemischen eine übermäßige Oxidation der empfindlichen Oberfläche bei der erhöhten Temperatur des SPF-Umformvorganges vermieden werden.For aluminum parts, the forming speed is generally 10 ^-3 s ^-1 to 10 ^-4 s ^-1 . The SPF gas pressure for superplastic forming is preferably controlled over time during the forming process in order to ensure a defined forming tension during the entire forming process. In the manufacture of an inner panel of a tailgate from the magnesium-containing aluminum alloy AZ 31, the SPF gas pressure was used for superplastic forming during the forming process, e.g. B. regulated between 5 bar and 40 bar. A noble gas (e.g. argon) or a mixture of noble gases is preferably used as the SPF compressed gas. In the case of semi-finished products made of magnesium alloys in particular, the use of noble gases or noble gas mixtures can prevent excessive oxidation of the sensitive surface at the elevated temperature of the SPF forming process.

Insbesondere bei der superplastischen Umformung von Aluminium-Halbzeugen hat es sich gezeigt, daß es vorteilhaft ist, auf der Rückseite 17 des Halbzeugs 13a (d. h. auf der der dem SPF-Gasdruck ausgesetzten Seite 16 gegenüberliegenden Seite 17 des Halbzeugs 13a) einen geregelten Gegendruck vorzusehen, um örtlich zu hohe Dehnungen ("Einfallstellen") zu vermeiden. Dazu ist die Vorrichtung 1 mit einer mittels einer Gegendruckgaseinlaßsteuerung 15 gesteuerten Gegendruckgaseinlaßleitung 10 ausgerüstet, über die von einem Gegendruckgaseinlaß 9 aus der untere Gasraum 20 ebenfalls durch ein Druckgas druckbeaufschlagt werden kann.Particularly in the superplastic forming of aluminum semi-finished products, it has been found that it is advantageous, on the back side 17 of the semi-finished product 13 a (ie, on which the SPF gas pressure exposed side 16 opposite side 17 of the semi-finished product 13 a) a regulated counterpressure to be provided in order to avoid locally excessive strains ("sink marks"). For this purpose, the device 1 is equipped with a back pressure gas inlet line 10 controlled by a back pressure gas inlet control 15 , via which the lower gas space 20 can also be pressurized by a back pressure gas inlet 9 from a back pressure gas inlet.

Die Umformtemperatur des bereits erwähnten Heckdeckel-Innenblechs aus AZ 31 lag bei etwa 425 bis 525°C, bevorzugt bei etwa 450 bis 500°C, insbesondere bei etwa 475°C. Es wurden Taktzeiten von etwa 15 min erreicht, wovon etwa 7 bis 10 min auf die eigentliche Umformzeit entfielen und der Rest auf Beschickung und Entladung der Vorrichtung 1.The forming temperature of the already mentioned trunk lid inner sheet from AZ 31 was approximately 425 to 525 ° C, preferably approximately 450 to 500 ° C, in particular approximately 475 ° C. Cycle times of about 15 minutes were achieved, of which about 7 to 10 minutes were for the actual forming time and the rest for loading and unloading the device 1 .

Das derart hergestellte Heckdeckel-Innenblech ist durch das superplastische Umformen endabmessungsgenau hergestellt, es müssen gegebenenfalls lediglich noch überstehende Randbereiche durch einfache Schnittvorgänge abgetrennt werden. Die erreichte Oberflächenqualität ist sehr gut; insbesondere auf der mit SPF-Gasdruck beaufschlagten Druckseite 16 ergibt sich eine sehr dichte, glatte und homogene Oberfläche. Die hergestellten Kraftfahrzeugteile können problemlos weiterbehandelt, z. B. wie herkömmliche Magnesiumgußteile lackiert werden. Die durch superplastische Umformung hergestellten Kraftfahrzeugteile können auch KTL-beschichtet und/oder pulverlackbeschichtet werden. The rear lid inner panel produced in this way is manufactured to the final dimensions due to the superplastic forming; if necessary, only protruding edge regions have to be separated by simple cutting processes. The surface quality achieved is very good; A very dense, smooth and homogeneous surface results in particular on the pressure side 16 which is subjected to SPF gas pressure. The motor vehicle parts produced can be easily treated, e.g. B. painted like conventional magnesium castings. The motor vehicle parts produced by superplastic forming can also be KTL-coated and / or powder-coated.

Reference list

11

SPF-Vorrichtung
SPF device

22nd

wärmeisolierendes Gestell
heat-insulating frame

33rd

a, a,

33rd

b wärmeisolierende Tragteile
b heat-insulating supporting parts

44th

a, a,

44th

b Heizplatten
b heating plates

66

SPF-Gaseinlaß
SPF gas inlet

77

SPF-Gaseinlaßleitung
SPF gas inlet pipe

88th

Matrize
die

99

Gegendruckgaseinlaß
Back pressure gas inlet

1010th

Gegendruckgaseinlaßleitung
Back pressure gas inlet line

1111

Abdichtung
seal

1212th

Druckstempel
Pressure stamp

1313

Blechhalbzeug
Semi-finished sheet metal

1313

a Halbzeug
a semi-finished product

1414

SPF-Gaseinlaßsteuerung
SPF gas inlet control

1515

Gegendruckgaseinlaßsteuerung
Back pressure gas inlet control

1616

Druckseite
Printed page

1717th

Rückseite
back

1818th

Formoberteil
Molded top

1919th

Pfeil
arrow

2020th

unterer Gasraum
lower gas space

2121

oberer Gasraum
upper gas space

Claims

1. A method for producing a motor vehicle part, characterized in that the motor vehicle part is produced by superplastic forming from a light metal alloy.

2. The method according to claim 1, characterized in that the method for Production of a seat shell of a motor vehicle seat is used.

3. The method according to claim 1, characterized in that the method for Production of a body part is used.

4. The method according to claim 3, characterized in that the method for Production of a rear lid inner panel is used.

5. The method according to claim 3, characterized in that the method for Production of an engine compartment lid inner panel is used.

6. The method according to claim 3, characterized in that the method for Production of a door inner panel is used.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the Light metal alloy is an aluminum alloy.

8. The method according to claim 7, characterized in that the aluminum alloy Magnesium-containing aluminum alloy.

9. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the Light metal alloy is a magnesium alloy.

10. The method according to claim 9, characterized in that the magnesium alloy is an aluminum-containing magnesium alloy.

11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the motor vehicle part is made from a sheet metal semi-finished product ( 13 ).

12. The method according to claim 11, characterized in that the sheet metal semi-finished product ( 13 ) is a thin sheet semi-finished product with a thickness between 0.5 mm and 3 mm.

13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the Gas pressure for superplastic forming during superplastic Forming process is controlled to ensure a defined forming stress.

14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the Gas pressure for superplastic forming is between 5 bar and 40 bar.

15. The method according to claim 14, characterized in that the gas pressure for superplastic forming is between 8 bar and 15 bar.

16. The method according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the forming speed in superplastic forming is between 10 ^-2 s ^-1 and 10 ^-4 s ^-1 .

17. The method according to claim 16, characterized in that the forming speed in superplastic forming is between 10 ^-3 s ^-1 and 10 ^-4 s ^-1 .

18. The method according to any one of claims 1 to 17, characterized in that on the side ( 17 ) of the semi-finished product ( 13 a), which is opposite the side pressurized by a pressurized gas for superplastic forming ( 16 ), during the superplastic forming at least temporarily there is also an increased gas pressure.

19. The method according to any one of claims 1 to 18, characterized in that the for superplastic forming necessary gas pressure through a pressurized Noble gas or noble gas mixture is applied.

20. The method according to any one of claims 1 to 19, characterized in that in the method at least two motor vehicle parts are produced simultaneously in one device ( 1 ).

21. Motor vehicle part, characterized in that the motor vehicle part by superplastic forming is made of a light metal alloy.

22. Motor vehicle part according to claim 21, characterized in that the motor vehicle is a seat shell of a motor vehicle seat.

23. Motor vehicle part according to claim 21, characterized in that the motor vehicle is a Body part is.

24. Motor vehicle part according to claim 23, characterized in that the body part is a rear lid inner panel.

25. Motor vehicle part according to claim 23, characterized in that the body part is an engine compartment lid inner panel.

26. Motor vehicle part according to claim 23, characterized in that the body part is a door inner panel.

27. Motor vehicle part according to one of claims 21 to 26, characterized in that the motor vehicle part by superplastic forming from an aluminum alloy is made.

28. Motor vehicle part according to claim 27, characterized in that the motor vehicle part through superplastic forming from a magnesium-containing aluminum alloy is made.

29. Motor vehicle part according to one of claims 21 to 26, characterized in that the automotive part through superplastic forming from a magnesium alloy is made.

30. Motor vehicle part according to claim 29, characterized in that the motor vehicle part through superplastic forming from an aluminum-containing magnesium alloy is made.

31. Motor vehicle part according to one of claims 21 to 30, characterized in that the motor vehicle part is produced by superplastic forming from a sheet metal semi-finished product ( 13 ).

32. Motor vehicle part according to claim 31, characterized in that the motor vehicle part through superplastic forming from a thin sheet of semi-finished product with a thickness is made between 0.5 mm and 3 mm.