Neuman Aluminium Fließpressen

Ein Teilgebiet des Kaltschmiedens

Was ist Aluminium Fließpressen?

Das Wort Fließpressen lässt darauf schließen, worum es bei diesem Prozess geht: Ganz vereinfacht presst ein Stempel auf eine meist rechteckige oder runde Aluminiumscheibe. Diese Aluminiumscheibe, auch Butze genannt, wird in einer Matrize positioniert. Das Material steht unter hohem Druck und kann nur durch einen dünnen Spalt zwischen Pressstempel und Matrize entweichen. Dabei hat man als Zuseher oft den Eindruck, dass sich das Material nicht nur verformt, sondern regelrecht in einen neuen geometrischen Zustand „fließt“.
Da diese Umformung bei Zimmertemperatur erfolgt und keine zusätzliche Wärme zugeführt wird, kann das Fließpressen unter die Kaltschmiedeverfahren eingeordnet werden.

Geschichte des Aluminium Fließpressens

Das Fließpressen wurde ursprünglich für die Herstellung von Tuben entwickelt, wo es auch heute noch seine Hauptanwendung findet. Früher sprach man am Standort auch vom Becherwerk.

Das Fließpressen hat sich jedoch neben der klassischen Tubenproduktion technisch stark weiterentwickelt. Durch die Anwendung moderner Simulationssoftware und die hohe Kompetenz in den Bereichen Materialwissenschaften und Werkzeugbau sind heute deutlich kompliziertere Geometrien in Mittel- und Großserien herstellbar.

Was ist ein typisches Fließpressteil?

Diese Frage ist nicht leicht zu beantworten. Oft würden wir sagen: „Es kommt sehr auf die Geometrie des Bauteils an.“ Eine stark vereinfachte Beschreibung wäre: „Ein Fließpressteil ist ein Strangpressteil mit Boden. Dieser Boden kann sich an jeder Stelle über die Länge des Strangpressteils befinden.“

Um sich eine bessere Vorstellung machen zu können, hilft es, die drei Hauptarten des Fließpressens näher zu erläutern:

Rückwärts-Fließpressen

Pressstempel und Fließrichtung des Materials bewegen sich in die entgegengesetzte Richtung. Auf der Mantelfläche des Stempels kommt es zu keiner weiteren Berührung zwischen Material und Stempel. Somit ist auch keine Reibung vorhanden.

Vorwärts-Fließpressen

Richtung der Stempelbewegung und Fließrichtung des Materials sind gleich. Es können sowohl hohle als auch volle Körper entstehen.

Kombiniertes-Fließpressen

eine Kombination aus Vorwärts- und Rückwärts-Fließpressen. Das Material fließt sowohl rückwärts als auch vorwärts. In Stempelrichtung können hohle als auch volle Geometrien entstehen.

Ein gemeinsamer Nenner vieler Fließpressteile ist die Axialität des Materialflusses. Die Hauptfließrichtung zeigt fast immer in senkrechter Richtung auf die Butzenoberfläche.

Eine weitere technische Überlegung ist immer, wie das verformte Bauteil wieder aus der Matrize ausgestoßen werden kann. Diese Notwendigkeit schließt geometrische Hinterschneidungen automatisch aus.

Fließpressprodukte der Firma Neuman

Wir sind seit Jahrzehnten technologische Vorreiter dieses Umformverfahrens und dabei immer auf der Suche nach neuen, spannenden Anwendungen.

Kühlkörper
Mit dem Fließpressverfahren hergestellte Kühlkörper haben eine um 30 % erhöhte Wärmeleitfähigkeit, wodurch die Bauteile kleiner und leichter ausgelegt werden können.
Während die Kühl-Pins in unterschiedlichen Längen, rund oder sternförmig gepresst werden können, lassen sich auf der Rückseite Geometrien zur Montage der Platine formen. Die Hauptanwendung findet sich in LED-Scheinwerfern moderner Pkws.

Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) Sensorengehäuse
Der Anteil an Sensoren für das (teil-)autonome Fahren steigt kontinuierlich. Immer mehr Rechenleistung ist direkt in den Sensoren verbaut, und der dafür benötigte Platz wird immer kleiner ausgelegt. Mithilfe des Fließpressverfahrens können komplizierte Innengeometrien (z. B. Pins zur Montage der Platine), kombiniert mit einer sehr dünnen Gehäusewand, hergestellt werden. Gleichzeitig wird Wärme aufgrund der Materialeigenschaften effektiv aus dem Gehäuseinneren nach außen geleitet.

E-Motorgehäuse  
Mit Zunahme der Elektrifizierung steigt die Nachfrage nach innovativen Bauteillösungen im Bereich des elektrischen Antriebs.

Strukturbauteile
Überall dort, wo Leichtbau im Fokus steht und gleichzeitig hohe Ansprüche an das Material gestellt werden, können Aluminium Fließpressteile überzeugen. Dazu gehören z. B. Gelenkgabeln aus Aluminium, Außenführungen von Luftfedern und Kugelgelenke für Querlenker.

Weitere Anwendungen (Automotive, Maschinenbau und Consumer Products)

  • Airbag-Zündgehäuse
  • Mikrogasgeneratoren
  • Pumpenteile
  • Gurtstraffer
  • Druckbehälter
  • Antriebsteile
  • Klimaanlagenteile
  • Batteriegehäuse
  • Hydraulikkomponenten
  • Kartuschen (z. B. für Zweikomponentenkleber)
  • Pyrotechnische Teile (z. B. Leuchtspurgehäuse)
  • Küchendrehregler
  • Kondensatorbecher
  • Gastankanschlüsse

Welches Vormaterial kommt beim Fließpressen zum Einsatz?

Die Butze ist das bewährte Vormaterial der globalen Tubenproduktion. (z. B. Aluminium-Aerosoltuben und Aluminiumkartuschen) und des technischen Fließpressens.

Beim Letzteren werden zu 90 % rechteckige oder runde Butzen „verpresst“, oft auch als Lochbutze.
Es sind aber auch Formbutzen ohne Einschränkungen einsetzbar.

Die zwei wichtigsten Legierungen sind Butzen der 1000er- (Reinaluminium) und 6000er-Gruppe (AlMgSi1-Legierungen).
Nach Rücksprache sind auch andere Aluminium-Legierungen einsetzbar, des Weiteren können wir auch Kupfer und Magnesium-Legierungen verarbeiten.

Auf Kundenwunsch findet bei unseren Lieferanten eine Ultraschallprüfung am Vormaterial statt.

Was sind die Vorteile des Fließpressens? Wie unterscheidet es sich von anderen Verfahren?

Effizienz des Herstellungsverfahrens
Beim Fließpressen kommen fast ausschließlich mechanische Kniehebelpressen zum Einsatz. Sie sind deutlich schneller und genauer als konventionelle hydraulische Pressen. Fließpressen mit mechanischen Kniehebelpressen gehört zu den effizientesten Herstellungsverfahren für Mittel- und Großserienteile. Die Effizienz bei großen langen Teilen ergibt sich aus dem hohen Umformgrad bei mittleren Hubzahlen. Bei sehr kleinen Bauteilen erreichen unsere Kniehebelpressen Taktzeiten von bis zu 300 Hub/Min., und das bei gleichbleibender Maschinenverfügbarkeit. Neuman Aluminium verfügt über die weltweit größte mechanische Kniehebelpresse mit einer maximalen Presskraft von 2.000 Tonnen.

Wärmeleitung
Die Wärmeleitfähigkeit ist bei Fließpressteilen aus Reinaluminium um bis zu 30 % höher als bei Aluminium Druckgussteilen, die einen hohen Siliziumanteil benötigen, mit negativen Auswirkungen auf die Wärmeleitfähigkeit.
Somit können wärmeleitende Bauteile nach dem Fließpressverfahren kleiner oder leistungsfähiger ausgelegt werden. Überall dort, wo viel Abwärme (z. B. durch Rechenleistung) entsteht, kann sich das Fließpressen behaupten.

Dichtheit / Lunkerfreiheit
Durch den Fließpressprozess entstehen keine Lunker und Verunreinigungen in den Bauteilen. Somit können unsere Bauteile bedenkenlos als Sicherheitsteile und als Bauteile zum Speichern von Druckmedien (gasdichte Gehäuse) eingesetzt werden.
Dieser Aspekt beeinflusst auch die Weiterbearbeitung von Bauteilen. Während unsere Fließpressteile nach der mechanischen Bearbeitung immer glatt und frei von Porositäten und Kratern sind, kann es beim Gussverfahren vorkommen, dass die Zerspanung Fehlstellen öffnet und damit eine löchrige Oberfläche zurückbleibt.

Formtoleranz
Da beim Fließpressen Aluminium bei Raumtemperatur umgeformt wird, kommt es nach dem Umformvorgang zu keiner Schwindung. Formtoleranzen des Fertigteils entsprechen exakt jenen des Werkzeugs. Somit sind weitere Bearbeitungsgänge oft überflüssig. 

Geringe Werkzeugkosten
Viele Kunden sind von den vergleichsweise niedrigen Werkzeugkosten überrascht. Wir arbeiten stets an immer robusteren Werkzeugen. Diese werden in unserem hauseigenen Werkzeugbau unter Einsatz hochmoderner Werkzeugmaschinen hergestellt.

Dünne Wände
Je nach Bauteilgröße können sehr dünne Wände (bis unter 0,5 mm) bei gleichbleibenden mechanischen Eigenschaften gepresst werden. Damit bleibt mehr Bauraum für das Gehäuseinnenleben, was in Kombination mit der hohen Wärmeleitfähigkeit ein starkes Argument für das Fließpressverfahrens ist.

Festigkeit und Duktilität
Das Aluminiumfließpressen ist ein Aluminiumkaltschmiedeprozess. Bei plastischen Verformungen bei Zimmertemperatur kommt es immer zu Kaltverfestigungseffekten, welche auf die Bewegung von Versetzungen im Aluminiumgitter zurückzuführen sind. Damit einhergehend kommt es zu einer Zunahme der Festigkeit (+15 %) bei gleichzeitiger Abnahme der Duktilität.
Bei höheren Anforderungen an das Material können wir auf eine maßgeschneiderte Wärmebehandlung zurückgreifen. 

Vergleich des Fließpressens mit anderen Verfahren

Oft kommen für eine bestimmte Bauteilgeometrie verschiedene Aluminium-Herstellverfahren infrage. Wir empfehlen unseren Kunden das Fließpressverfahren dann, wenn wir selbst davon überzeugt sind, dass es für die jeweilige Anwendung des Kunden Vorteile bringt. Wir sind überzeugt, dass Fließpressen in vielen Fällen eine attraktive Lösung ist:

Alternative zum Aluminiumdruckguss
Aluminiumdruckguss ist in vielen Fällen eine kostengünstigste Lösung für viele Bauteilanwendungen. Das Fließpressen kann im Vergleich zum Guss jedoch mit folgenden Vorteilen überzeugen:

  • Sehr dünne Wände herstellbar
  • Keine Gussschrägen
  • Enge Toleranzen möglich (keine Schwindung nach Abkühlung)
  • Werkzeugkosten und Werkzeugfolgekosten gering (geringe Temperaturbeanspruchung)
  • Keine Lunker und Hohlräume (Fließpressen ist optimal für Sicherheitsteile)
  • Vorteile bei der mechanischen Bearbeitung (kein Ausschuss durch Lunker und Hohlräume nach der mechanischen Bearbeitung)

Alternative zum Tiefziehen
Das Fließpressen ist dem Tiefziehen dann vorzuziehen, wenn

  • die Bauteillänge mehr als das Doppelte des Durchmessers ausmacht.
  • der Boden dicker als die Wände sein soll oder am Boden komplizierte Geometrien vorhanden sind.
  • die Bauteilgeometrie Zapfen, Buckel, Längsrippen, Vertiefungen und Erhebungen enthält.
  • das Bauteil in mehreren Hüben tiefgezogen werden muss.

Aufgrund der geringeren Werkzeugkosten ist Fließpressen dem Tiefziehen auch dort überlegen, wo kleinere oder mittlere Stückzahlen wirtschaftlich hergestellt werden sollen.

Alternative zum CNC-Fräsen / Drehen
Für kleinere Stückzahlen ist es oft sinnvoll, Bauteile „aus dem Vollen“ zu zerspanen. Viele Kunden kontaktieren uns dann bei steigenden Stückzahlen, da die langen Bearbeitungszeiten unwirtschaftlich sind.

Alternative zum Warmschmieden
Fließgepresste Bauteile sind oft leichter als ihre geschmiedeten Gegenstücke und verfügen über bessere Oberflächeneigenschaften für nachfolgende Beschichtungsprozesse. Zudem können Toleranzgrenzen sicherer eingehalten werden, da es beim Warmschmieden immer zu Schwindungseffekten kommt.

Welche Bearbeitungsprozesse sind zusätzlich notwendig?

Fließpressen gehört zu unserer Kernkompetenz, und bei jeder neuen Kundenzeichnung geht es darum, die Geometrie „fließpressbar“ zu machen. Hier können wir durch unsere vergleichsweise günstigen Werkzeuge und die hohe Ausbringung der mechanischen Pressen den größten Kostennutzen für unsere Kunden erzielen. Zu jeder Kundenzeichnung überlegen wir uns ein entsprechendes Fließpressteil mit dem Ziel, die mechanischen Bearbeitungszeiten so gering wie möglich zu halten oder die mechanische Bearbeitung gänzlich zu ersetzen.

Natürlich haben wir auch in der Weiterbearbeitung viel Erfahrung und können Sie optimal beraten:

  • CNC 3-Achs bis 5-Achs-Bearbeitung
  • Stanzen
  • voll automatisierte Bearbeitungsanlagen
  • Drehen
  • Fräsen
  • Beschneiden
  • Wärmebehandlung
  • Strahlen (Entgraten)
  • Konventionelle Teilereinigung und Feinreinigung (inkl. Sauberraum)

Bei Beschichtungsverfahren arbeiten wir mit erfahrenen Partnern zusammen.

Neuman Aluminium Fließpressen - Teil der Neuman Aluminiumgruppe

Neuman Fließpressen ist Teil der Neuman Aluminium Gruppe mit weltweit zehn Standorten, 3.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern und ca. 570 Mio. Jahresumsatz.

Zu den Kernkompetenzen im Bereich Aluminium gehören neben dem Fließpressen auch der Bolzen- und Stangenguss, Strangpressen, Biegen (PWG) und Warmschmieden (Raufoss).

Gerade an den Standorten in Marktl, eingebettet im niederösterreichischen Traisental (dem „Alu Valley“ Österreichs), und in Raufoss, Norwegen, gibt es eine jahrhundertealte Tradition der Metallerzeugung.

Alle Werke eint der vielseitige Werkstoff Aluminium mit seinen zahlreichen technischen Anwendungen. Die Grenzen des Werkstoffs Aluminium immer weiter auszureizen, gehört zu unseren Hauptbestrebungen.

Dabei sind wir bemüht, unseren CO2-Footprint stetig zu senken. Obwohl die Erzeugung von Primäraluminium mit einem hohen Einsatz elektrischer Energie verbunden ist, wird Aluminium weltweit zu einem viel höheren Anteil recycelt als Stahl. Unser Vormaterial besteht zu einem großen Teil aus sekundär recyceltem Aluminium.

Wir sind aktiv in der Entwicklung neuer innovativer Legierungen und Wärmebehandlungen tätig. Dazu kooperieren wir mit Universitäten in Europa, Nordamerika und China und erhalten dafür regelmäßig Forschungsauszeichnungen.

Leichtes Material, harte Fakten

Weil Aluminium nicht gleich Aluminium ist, finden Sie hier alle technischen Details, zahlreiche Zertifizierungen und weitere interessante Fakten zum Nachlesen und Downloaden.

Infos ansehen

Partner für Fließpressen in Ihrer Nähe

Durch unsere Produktionsstätten in Österreich (Marktl), Slowakei (Zarnovica), Deutschland (Rottenburg), USA (Waynesboro) und China (Xinhui) und unsere hohe Lieferbereitschaft „vor Ort“ ist ein Neuman-Partner immer in Ihrer Nähe.

Jetzt finden