Neue Methodik zur Rückfederungskompensation für höchstfeste Blechwerkstoffe auf Basis der geometrischen Modifikationen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Mathias Liewald
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 267134330

Erhöhte Umweltschutzauflagen sowie gestiegene Sicherheitsanforderungen bilden heute die wesentlichen Herausforderungen im heutigen Automobilbau. Diese Entwicklungen führen daher zum verstärkten Einsatz von hochfesten Stählen und zu dünnwandigeren Halbzeugen im Karosseriebau. Die Anwendungsmöglichkeiten sind hierbei jedoch noch stark eingeschränkt, da bezüglich Umformbarkeit mit komplexen Spannungszuständen und deren Rückfederungsverhalten in Kombination mit der Bauteilgeometrie kein ausreichendes Wissen vorhanden ist. Zur Reduzierung der Rückfederung existieren verschiedene Ansätze, die entweder auf gezielten Prozessparametervariationen während der Umformung und/oder auf der Aufbringung zusätzlicher Rückhaltekräfte der Platine beruhen. Diese Strategien werden bereits erfolgreich für die Umformung von hochfesten Stählen mit einer Zugfestigkeit Rm kleiner 600 MPa eingesetzt und haben sich in der Praxis bereits bewährt. Bei Anwendung dieser Strategien für das Umformen von hoch- und höchstfeste Stähle (Rm > 600 MPa) werden mit diesen Methoden jedoch keine zufriedenstellenden Ergebnisse bezüglich der erforderlichen Bauteilgenauigkeit erzielt, da eine erhöhte Rückfederungsneigung und auch Verdrillung des Bauteils beobachtet wird. Eine Methodik und/ oder Simulations¬technik für eine zufriedenstellende Rückfederungskompensation von Bauteilen aus höchstfesten Stahlblechwerkstoffen konnte bis heute nicht entwickelt werden. Die Motivation des vorgeschlagenen Forschungsvorhabens stellt daher der Bedarf einer solchen Methodik zur Reduktion bzw. Kompensation der Rückfederung und Verdrillung in Bauteilen aus höchstfesten Stählen im Sinne fortschrittlicher Leichtbaubestrebungen dar. Ansatz der Methodik soll zunächst die Berücksichtigung lokaler Spannungs-Dehnungs-Zustände bereits bei der Festlegung der Wirkflächen des Zieh-/ Nachformwerkzeuges, der Zargenkrümmung und der Torsion im betrachteten Bauteil bilden. So sollen zur Kompensation der Rückfederung gezielte Optimierungen der Ziehanlagengeometrie, Gegenschläge gegen Bauteilradien auf globaler und/oder lokaler Ebene in den entsprechende Bauteilbereichen und auch kleine Verprägungen usw. die die Maßabweichung des Bauteils verbessern, eingebracht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen