Herstellung und Wärmebehandlung von Verbundkomponenten durch temperaturgestützte inkrementelle Rohrumformung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. A. Erman Tekkaya
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 527631798

Durch das Bestreben CO2-Emissionen und Materialbedarf zu senken, folgen immer mehr fertigungstechnologische Unternehmen der Philosophie des Leichtbaus. Dabei können verschiedene Strategien verfolgt werden, wie die Verwendung von Komponenten mit hoher spezifischer Festigkeit, belastungsangepasste Strukturen oder Funktionsintegration. Dies birgt besondere Herausforderungen für die Flexibilität der umformtechnischen Herstellprozesse, um beispielsweise eine ortspezifische Verteilung des Materials und die Einstellung variierender lokaler Materialeigenschaften zu ermöglichen. Basierend darauf ergeben sich diverse Methoden, um die Anforderungen an Komponenten zu erfüllen. Hierzu gehören das sogenannte Tailoring, die Verwendung von hochfesten Werkstoffen, thermisch gestützte Prozesse sowie die Verwendung von hybriden Komponenten. Verbundkomponenten erlauben es dabei, spezifische Werkstoffeigenschaften zielführend zu kombinieren. Das Ziel dieses Vorhabens ist die Herstellung, Gradierung und inkrementelle Umformung von Verbundrohren in einem Prozessschritt. Angestrebt werden Verbunde mit oxidationshemmenden Außenrohren sowie härtbaren Innenrohren. Die geplante Umsetzung erfolgt durch die temperaturgestützte inkrementelle Rohrumformung sowie einer nachgelagerten flexiblen Vergütung. So sollen Komponenten entstehen, welche variable Biegeradien sowie Querschnitte und anforderungsangepasste Eigenschaften über die Längsachse besitzen. Auf der Grundlage des Stands der Technik sowie den projektspezifischen Vorarbeiten wird untersucht ob die simultane Verbundherstellung und Umformung Synergien erzeugt, die zu verbesserten und komplexeren Produkten führt. Durch das Verfahren ließen sich Verbundkomponenten mit bedarfsangepassten Eigenschaften hinsichtlich mechanischer und/oder chemischer Belastung herstellen, die mit anderen bekannten Verfahren entweder gar nicht oder mit erheblich höherem Aufwand herstellbar sind. Begleitend soll die resultierende Verbundfestigkeit durch analytische oder halbanalytische Modelle beschrieben werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Professor Dr.-Ing. Till Clausmeyer; Dr.-Ing. Heinrich Traphöner