Maschinenbau

3D Bieger - Freiformbiegen von Rohren und Profilen

Ref.-Nr. 1380

Keywords: 3D Bieger, Rohrbiegen, Profilbiegen, Umformen

Der 3D Bieger besteht aus einer rollenbasierten Vorschubeinheit, welche schwenkbar aufgehängt ist. Der Biegeradius wird durch die Zustellung der x-Achse definiert. Auf dieser Achse ist auch der Biegekopf montiert, der das Profil umschließt und führt. Zum 3D-Biegen werden gleichzeitig die Schwenkachsen φ1 und φ2 verdreht, so dass das Profil während des Prozesses um den Flächenschwerpunkt des Profilquerschnitts gedreht wird. Die Steuerung der Biegeebene erfolgt also durch das Überlagern eines Torsionsmoments mit dem Biegeprozess. Das Torsionsmoment wird durch das Verdrehen des Vorschubrollensystems um die Achsen φ1 und φ2 eingebracht. Durch eine bestimmte Differenz in der Einstellung der Achsen φ1 und φ2 ist es zudem möglich ein kontinuierlich wirkendes Torsionsmoment zu überlagern. Dies ist für das Biegen von unsymmetrischen Profilquerschnitten von Bedeutung, um das typische Verdrehen des Querschnitts während des Biegens zielgerichtet zu vermeiden. Ferner kompensiert die überlagerte Schubspannung im Querschnitt teilweise die Rückfederungseigenschaften von Profilen und vereinfacht daher die gesamte Prozessplanung beim 3D-Profilbiegen.

Vorteile

  • variable Biegekonturen
  • für Rohre und Stangen
  • für nicht-kreisförmige und unsymmetrische Profile
  • oberflächenschonend
  • durch Rollenantrieb
  • geringe Werkzeugkosten
  • kaum Rückfederung

Kommerzielle Anwendung

Der 3D Bieger kann in den unterschiedlichsten Industriebereichen zur Anwendung kommen, in denen kreisförmige Rohre oder auch nicht-kreisförmige Profilbauteile gebogen werden müssen. Als wichtiger Vorteil bietet sich hier die Regelbarkeit durch die kinematische Erzeugung der Biegekontur und die gute Führung des Querschnittes an.

Mögliche Anwendungsgebiete sind: Biegen von Strukturbauteilen im Flugzeugbau, Ersatz des Streckbiegens im Automobilbereich, flexible Fertigung von Bauteilen in der Architektur oder neue Gestaltungsmöglichkeiten im Möbeldesign.

Ein Hauptvorteil ergibt sich aus dem rollenbasierten Vorschub, der sich für die Verarbeitung extrem langer Profile z.B. für die integrierte Fertigung von gebogenen Profilen direkt aus dem Walzprofilierprozess, gut eignet.

Aktueller Stand

Bzgl. der Erfindung gibt es ein erteiltes deutsches und ein erteiltes US-amerikanisches Patent. Es existiert ein voll funktionsfähiger Prototyp, auf dem schon umfangreiche Tests gelaufen sind.

Eine Erfindung der TU Dortmund.



Funktionsweise des 3D Biegers

Dr. Joachim Kaiser

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