Neue Methodik zur Rückfederungskompensation für höchstfeste Blechwerkstoffe auf Basis der geometrischen Modifikationen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Erhöhte Umweltschutzauflagen sowie gestiegene Sicherheitsanforderungen im heutigen Automobilbau führen zum verstärkten Einsatz von hoch- und höchstfesten Stahlblechwerkstoffen bei der Herstellung von Karosserieteilen. Die Anwendungsmöglichkeiten dieser Werkstoffe sind jedoch noch stark eingeschränkt, da bezüglich deren Umformbarkeit unter komplexen Spannungszuständen und deren Rückfederungsverhalten in Kombination mit der Bauteilgeometrie bislang nur ein begrenztes Wissen vorhanden ist. Mit dem Ziel, neue Erkenntnisse hinsichtlich der Möglichkeiten zur Kompensation der Rückfederung bei der Umformung von solchen höchstfesten Stahlblechwerkstoffen zu erlangen, befassten sich die Forschungsarbeiten dieses Projektes mit der umfangreichen Modellierung dieser Werkstoffe sowie dem Aufbau und der Durchführung von Umformsimulationen für eine komplexe, zweifach gekrümmte Bauteilgeometrie. Nach der Berechnung der aufgebauten Simulationen wurden die am Ende des Ziehvorganges im Bauteil wirkende Spannungen und die nach der Entlastung auftretenden Formabweichungen analysiert. Darauf basierend wurden weitere Simulationen durchgeführt, mit welchen geometrischen Änderungen bzw. Maßnahmen zur Kompensation dieser auf verschiedenen Arten der Rückfederung beruhenden Formabweichungen untersucht wurden. Basierend auf den dabei erzielten Ergebnissen wurde festgestellt, dass sich die Winkeländerung am stärksten durch das Kalibrieren der Bauteilradien in einer Nachformoperation reduzieren lässt. Die Zargenkrümmung kann hingegen durch Einbringung von Prägungen in die Bauteilzarge kompensiert werden. Um die komplette Rückfederung eines Bauteils gleichzeitig zu kompensieren mussten somit verschiedene Ansätze der geometrischen Wirkflächenmodifikation in einer Nachformoperation kombiniert und analysiert werden. Diesbezüglich zeigte die Kombination des Kalibrierens der Bauteilradien und des Prägens der Bauteilzarge in einer Nachformoperation das beste Ergebnis. Ein weiterer Arbeitspunkt dieses Antrages befasste sich mit der Untersuchung des Einflusses des Platineneinzuges auf die Rückfederung. Dabei konnte für die in diesem Projekt eingesetzte Bauteilgeometrie eine geeignete Platineneinlaufkinematik gefunden werden, mit nur noch eine vernachlässigbar geringe Rückfederung des Bauteils nach dem Umformprozess auftrat.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Approaches for springback reduction when forming ultra high-strength sheet metals, IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 159 (2016) 012028
Radonjic, R., Liewald, M.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1088/1757-899X/159/1/012028) - Current research work in the field of sheet metal forming at the Institute for Metal Forming Technology (IFU), International Conference New Developments in Sheet Metal Forming, Fellbach, 2016
Liewald, M., et. al.
- Forming of ultra-high-strength sheet metals with alternating blank draw-in, 11th European LS Dyna Conference, Salzburg, 2017
Radonjic, R., Liewald, M.
- Forming with alternating blank draw-in as a new approach for springback reduction, 5th International Conference on Steels in Cars and Trucks, Amsterdam, 2017
Radonjic, R., Liewald, M.
- Tiefziehen ohne Rückfederung, UMFORMtechnik, (4/2017), S. 18-19, 2017
Radonjic, R., Liewald, M.
