Inkrementelle Kaltumformung von Thermoplasten

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. A. Erman Tekkaya
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 163373040

Thermoplaste lassen sich bei Raumtemperatur inkrementell umformen. Dieses flexible Umformverfahren stellt eine kostengünstige Alternative zu den herkömmlichen Verfahren der Kunststoffumformung dar, die durch erhöhte Temperatur und direkte Werkzeugbindung gekennzeichnet sind. In der ersten Phase dieses Forschungsvorhabens lag das Ziel in der Verfahrensentwicklung der inkrementellen Kaltumformung von Thermoplasten. Als maßgebliche Erweiterung zum bisherigen Stand der Technik konnte mithilfe experimenteller und numerischer Arbeiten ein Prozessverständnis über Mechanismen, Umformbarkeit und Versagensfälle aufgebaut werden. Die Arbeiten mündeten in die Aufstellung eines empirischen Prozessfensters, das einen Arbeitsbereich für die Herstellung von Bauteilen mit großen Zargenwinkeln definiert.Allerdings haben die bisherigen Untersuchungen gezeigt, dass die geometrischen Abweichungen der Bauteile bei der untersuchten Prozessvariante ohne Gegenwerkzeug (single point incremental forming) werkstoffbedingt vergleichsweise hoch und in diesem Maße industriell nicht konkurrenzfähig sind. Das Ziel des beantragten Forschungsvorhabens liegt in der Herstellung komplexer Werkstücke mit einer vorgegebenen Fertigungsgenauigkeit mithilfe der inkrementellen Umformung. Hieraus ergibt sich die Herausforderung einer Reduktion der Toleranzen mit bereits bekannten aber auch neuartigen Kompensationsmethoden. Erfolgversprechend und unter Leichtbauaspekten interessant, wurden hierzu Vorversuche mit Metall-Thermoplast-Verbundplatten (Sandwichplatten) durchgeführt. Diese sollen in der beantragten Förderperiode auch zum Einsatz gelangen, um ein industriell konkurrenzfähiges Verfahren zur Verfügung stellen zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen