Am LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen des AIT wurde nun ein neuartiges Heißtiefziehverfahren entwickelt, das zeigt, dass α-β-Titanbleche bei Temperaturen unter 500 °C ausgezeichnet tiefziehfähig sind. Das ist für die Praxis ein entscheidender Hebel: Bei diesen Temperaturen können herkömmliche Warmarbeitsstähle als Umformwerkzeuge eingesetzt werden – anstelle der teuren Nickelbasislegierungen, die sonst für deutlich höhere Prozesstemperaturen erforderlich wären.

Da eine isotherme Umformung bei 500 °C oder darunter nicht erfolgreich ist, setzt das Verfahren auf eine Vorwärmung des Blechs (unterhalb der SPF-Temperatur) und die anschließende Umformung in der Presse. Der wesentliche Vorteil gegenüber etablierten Verfahren liegt in den dramatisch verkürzten Umformzeiten, die deutlich schnellere Taktzeiten und damit eine wesentlich höhere Produktivität ermöglichen.

Die Leistungsfähigkeit dieses Verfahrens wurde entlang konkreter Umformergebnisse belegt: Bereits 2022 gelang die Umformung eines Testbauteils mit 44 mm Tiefe. Durch weitere Optimierungen wurde eine Zieh-Tiefe von 68,5 mm erreicht. Gleichzeitig konnten Vorwärmzeit, Vorwärmtemperatur und Tiefziehtemperatur weiter reduziert werden. Tests mit Ti-6Al-4V-Blechen unterschiedlicher Oberflächenbeschaffenheit – bereitgestellt durch den Industriepartner voestalpine BÖHLER Bleche GmbH & Co KG – zeigten eine hervorragende Reproduzierbarkeit. Besonders relevant ist, dass das Verfahren auch mit raueren Oberflächen funktioniert und dadurch den Schleifaufwand reduziert.

Auch die Bauteileigenschaften unterstreichen den technologischen Sprung: Eine Bruchdehnung von über 10 Prozent wurde ohne zusätzliche Wärmebehandlung nach dem Tiefziehprozess erreicht. Zudem deuten die Ergebnisse darauf hin, dass mehrstufige Umformprozesse künftig ohne Zwischenwärmebehandlung möglich sind – erste zweistufige Versuche waren bereits erfolgreich. Ein weiterer Vorteil: An der Bauteiloberfläche zeigt sich keine spröde α-case-Schicht. Dies wird mit der vergleichsweise kurzen Hochtemperaturexposition in Zusammenhang gebracht.

Für das Verfahren wurde bereits ein österreichisches Patent erteilt, eine internationale Patentanmeldung läuft. Damit ist die Innovation auch strategisch abgesichert – als Grundlage, um die Titanumformung bei moderaten Temperaturen ressourcenschonend in Richtung industrieller Anwendung weiter zu etablieren.