[发明专利]热成型工件的工具和区域选择性地热成型工件的方法

说明书

本发明涉及一种用于加工工件的工具，其中，该工具包括工具部件，在工作状态下在这些工具部件之间存在温度差，其中，由这些工具部件发出热辐射，其中，在这些工具部件中的至少一个上和/或在这些工具部件之间设置有用于调节热辐射的装置。

技术领域

本发明涉及一种用于区域选择性地硬化工件的工具和用于区域选择性地硬化工件的方法。

背景技术

现有技术中例如已知一些工具，通过这些工具可以借助热成型使板材转变为期望的形状。例如将这些板材放入工具中并且通过热成型而获得其最终形状。为此，工具的工具区域通常有针对性地加热至较高的工具温度(几百摄氏度)。在这样的工具温度下，许多热量会排放到周围环境中并这样损失。用于加热工具区段的装置，例如电热芯，必须通过再加热而持续地补偿这些热量的损失，这降低了整个板材成型过程中的能效。另外，设置适合于低温的工具部件也会不希望地一同被加热。

为了减少在工件热成型过程中热工具部件与周围环境或机器之间的热传递以及温度不同的工具部件之间的热传递，现有技术中设置为，例如在出版物US 2011/0 030 442A1中公开了，在温度不同的工具部件之间设置有间隙，该间隙降低了这些工具部件之间直接的热传递。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工具，其中，工具与周围环境之间的热传递或者为了硬化而加热至不同温度的各个工具部件之间的热传递相对于现有技术得到了进一步地改善，并由此例如在板材的热成型过程中实现了工具的高能效利用。

本发明的目的通过一种用于使工件热成型的工具得以实现，其中，该工具包括第一工具部件和/或第二工具部件，其中，第一工具部件为了对工件调温而具有不同于第二工具部件或者不同于工具的周围环境的温度，其中，工具具有用于调节热辐射的装置。

与现有技术相反，按照本发明的工具设置有用于调节热辐射的装置，通过该装置能够以有利的方式减少通过热辐射引起的、在第一工具部件与周围环境之间的热量损失或者由第一工具部件向第二工具部件的热量传递。以这种方式可以保持工具部件之间的温度差或者对整个工具进行调温，由此最终实现了特别高能效地利用该工具。通过热传递的减少可以以有利的方式改善沿着第一工具部件或第二工具部件相对于空间均匀性的温度分布。另外可以在工具中实现空间上明显划界的温度区域，这些温度区域在硬化过程中以有利的方式促使在具有不同硬度的工件区域之间较窄的过渡区域。

优选该工具设置用于热成型或“定制调温(tailored tempering)”。特别是设置为，通过第一工具部件和第二工具部件将已预热的工件在成型过程中区域选择性地保持在一定温度上，或仅冷却至工具温度并随后保持在相应的温度。该工件例如是板材，将该板材加热至720℃至900℃，随后放置在工具中，并且通过工具引起的成型而获得其最终形状。在此，通过温度不同的工具部件，以及与此相关联的不同的冷却速率或硬化时间有针对性地实现了在工件的这些区域中不同的材料特性。另外还设置为，工具具有阴模状的工具作用面，工作状态下的工件放置在该工具作用面上并且通过该工具作用面的作用使该工件成型。优选该工具作用面的形状与已成型工件的最终形状相适应。特别是，该工具至少部分地设计作为压力机。在此，用于调节热辐射的装置是第一工具部件和/或第二工具部件的至少局部的部分，或者可以设置在第一工具部件和第二工具部件之间。该装置特别是第一工具部件和/或第二工具部件的属性。

本发明有利的设计和扩展方案能够由优选的实施方式结合附图的描述中得出。

根据本发明优选的实施方式设置为，为了调节热辐射，对第一工具部件和/或第二工具部件的表面特性、特别是工具作用面的表面特性进行调整。在此通过表面特性形成用于调节热辐射装置。特别是设置为，第一工具部件和/或第二工具部件在处理之后、特别是在后处理之后，例如抛光、涂层或粗糙化之后，至少局部地具有改变的表面特性。特别是设置为，温度不同的工具部件的表面特性、即第一工具部件和第二工具部件的表面特性相互不同。通过改变表面特性可以以有利的方式控制或调节温度不同的工具部件之间交换的热辐射的量以及向周围环境发出的热辐射的量。