Vorwärtsfließpressen

Vorwärtsfließpressen ist eine Kaltumformoperation, bei der ein Drahtabschnitt oder eine Vorform durch eine Gesenkdüse gedrückt wird, deren Durchmesser kleiner ist als das zugeführte Material. Das Metall fließt in dieselbe Richtung wie die Stempel- oder Stößelbewegung — vorwärts, in das Gesenk hinein — und tritt mit reduziertem Durchmesser und erhöhter Länge aus.

Funktionsprinzip

Ein Rohling wird vor der Gesenkdüse positioniert. Der Stempel (oder der direkt über das Werkzeug wirkende Maschinenstößel) übt Druckkraft auf die Rückseite des Rohlings aus. Mit zunehmendem Druck fließt das Metall durch die engere Gesenkdüse. Das Fließpressland — der minimale Durchmesserabschnitt des Gesenks — bestimmt den endgültigen Durchmesser des fließgepressten Abschnitts.

Das Ausmaß der Reduzierung wird als prozentualer Querschnittsreduzierungsgrad ausgedrückt:

% Querschnittsreduzierung = (A₁ − A₂) / A₁ × 100

wobei A₁ = ursprüngliche Querschnittsfläche, A₂ = fließgepresste Querschnittsfläche

Höhere Querschnittsreduzierungen erfordern größere Umformkräfte und belasten das Werkzeug stärker. Typische Querschnittsreduzierungen pro Durchgang beim Kaltfließpressen liegen je nach Werkstoff zwischen 15 % und 35 %.

Offenes vs. eingeschlossenes Fließpressen

• Offenes Fließpressen: Der Rohling wird während des Fließpresshubs nur teilweise vom Gesenk umschlossen. Verwendet für moderate Reduzierungen.
• Eingeschlossenes Fließpressen: Der Rohling ist vor und während des Fließpressens vollständig in der Gesenkkavität eingeschlossen. Wird eingesetzt, wenn der Rohling gegen Knicken gestützt werden muss oder engere Toleranzen erforderlich sind.

Typische Anwendungen

Vorwärtsfließpressen wird eingesetzt, um:

• Den Schaftdurchmesser zu reduzieren und den Körper einer Schraube oder eines Bolzens zu formen
• Gestufte Wellen mit mehreren Durchmessern in einem einzigen Bauteil herzustellen
• Angespitzte Enden zu erzeugen (Spitzvorgang)
• Den Durchmesser als Vorformschritt vor nachfolgenden Stauchoperationen zu reduzieren

Auswirkung auf die Werkstoffeigenschaften

Wie alle Kaltumformoperationen bewirkt das Vorwärtsfließpressen eine Kaltverfestigung — das Metall wird mit jedem Durchgang fortschreitend fester und härter. Der ununterbrochene Faserverlauf entlang des fließgepressten Schafts verleiht dem fertigen Bauteil eine überlegene Dauerfestigkeit im Vergleich zu einem spanend bearbeiteten Gegenstück gleicher Geometrie.

Bezug zur Manzoni-Technologie

Bei Manzoni-Maschinen stellt das Manzoni Absolute Zero Clearance®-System — das alle Spiele im Stößel und Transfer eliminiert, indem diese auf speziellen Lagern statt auf Bronzebuchsen gelagert werden — sicher, dass der Stempel während des gesamten Umformhubs perfekt mit der Gesenkachse ausgerichtet bleibt. Diese Ausrichtung ist beim Fließpressen entscheidend: Bereits ein geringer seitlicher Versatz des Stempels führt zu exzentrischen Fließpressteilen, Konzentrizitätsfehlern oder vorzeitigem Werkzeugversagen.