Wirkmedienumformung von tiefgezogenen Vorformen ausgehend von Platinen mit lokal unterschiedlichen Fließeigenschaften
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Verfahrenskombination aus Tiefziehen und Innenhochdruck-Umformen ermöglicht eine Kombination der Vorteile beider Verfahren. Zum einen werden die hohen Taktzeiten des Innenhochdruckumformens durch das Tiefziehen der Vorform stark reduziert, zum anderen sind Hinterschneidungen durch das Innenhochdruck-Umformen realisierbar, welche beim Tiefziehen nicht möglich sind. Des Weiteren ergibt sich die Möglichkeit, durch den Innendruck beim Gegenstülpen auf einen Gegenhalter zu verzichten, wodurch Werkzeugkomponenten oder Prozessschritte eingespart werden können. Die mit dem Verfahren gegebenen Möglichkeiten zum Herstellen komplexer Bauteile ermöglichen zudem im Sinne einer Integralbauweise die Einsparung von Gewicht im Rahmen des Leichtbaus sowie das Einsparen von Fügeoperationen und daraus resultierenden Nachbearbeitungssschritten. Für die Auslegung solcher komplexen Bauteile und Verfahrenskombinationen ist der Einsatz der numerischen Simulation zur Absicherung der Machbarkeit und für die Bestimmung der Prozessparameter unumgänglich. Hierbei werden aufgrund der im Prozess auftretenden nichtlinearen Dehnungspfade besondere Anforderungen an das in der numerischen Simulation in Form einer Grenzformänderungskurve hinterlegte Versagenskriterium gestellt. Das Bestimmen der Grenzformänderungskurve für nichtlineare Dehnungspfade ist jedoch mit Hilfe von Nakajima-Napfzugversuchen, Zugversuchen an umgeformten Vorformen sowie der Software Crach/Lab möglich. Die numerische Simulation des Umformprozesses zeigt eine gute Vorhersagegenauigkeit für die Dehnungsverteilungen, die Geometrie und das Eintreten von Versagen, basierend auf der Grenzformänderungkurve für nichtlineare Dehnungspfade. Dem erhöhten Aufwand für die Ermittlung der Grenzformänderungskurve für nichtlineare Dehnungspfade sowie der numerischen Simulation stehen die Vorteile der Einsparung von Werkstoff, und somit Bauteilgewicht, von Werkzeugkosten sowie von Prozessschritten gegenüber.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Wirkmedienumformung inhomogener Platinen auf Basis von tiefgezogenen Vorformen. Tagungsband zum 2. Kolloquium Wirkmedien- Blechumformung im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms 1098 - Wirkmedienbasierte Fertigungstechniken zur Blechumformung, 11.12.2002, Dortmund, Germany, 118-126
Lamprecht, K.; Geiger, M.
- Wirkmedienbasierte Umformung tiefgezogener Tailored und Patchwork Blanks. In: DFG (Hrsg.): Tagungsband zum 3. Kolloquium Wirkmedien-Blechumformung im Rahmen des DFG- Schwerpunktprogramms 1098 - Wirkmedienbasierte Fertigungstechniken zur Blechumformung 10.12.2003, Stuttgart, Germany, 65-74
Lamprecht, K.; Geiger, M.
- Characterisation of Mechanical Properties of Laser Welded Tailored and Patchwork Blanks. In: Geiger, M.; Otto, A. (Hrsg.): LANE2005, Proceedings of the 4th International Conference on Laser Assisted Net Shape Engineering, 21.-24.09.2004, Erlangen, Germany, 349- 358
Lamprecht, K.; Merklein, M.
- Innovative Kombinationen - Wirkmedienbasierte Umformung von Tailored Welded Blanks und Patchwork Blanks. uni.kurier.magazin der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 30 (2004) 105, 63
Geiger, M.; Tolazzi, M.; Lamprecht, K.
- Advanced Numerical Modelling of Patchwork Blank Forming Processes. Proceedings of the 8th International Conference on Technology of Plasticity (ICTP), 09.-13.10.2005, Verona, Italy, 567-568
Lamprecht, K.; Geiger, M.
- Characterisation of the Forming Behaviour of Patchwork Blanks. Steel Research International 76 (2005) 12, 910-915
Lamprecht, K.; Geiger, M.
- Experimental and Numerical Investigation of the Formability of Laser Welded Patchwork Blanks. In: Geiger, M.; Duflou, J.; Kals, H. J. J.; Shirvani, B.; Sing, U.P. (Hrsg.): Proceedings of the 11th International Conference on Sheet Metal (SheMet), 05.-08.04.2005, Erlangen, Germany, 689-696
Lamprecht, K.; Geiger, M.
- Hydroforming of Patchwork Blanks - Numerical Modeling and Experimental Validation. Proceedings of the 6th International Conference and Workshop on Numerical Simulation of 3D Sheet Forming Processes (NumiSheet), 15.-19.08.2005, Detroit, USA, 526-531
Lamprecht, K.; Merklein, M.; Geiger, M.
- Manufacturing Complex Sheet Metal Components by Hydroforming of Deep-Drawn Preforms. In: Boudeau, N. (Hrsg.): Proceedings of the 24th IDDRG Congress, 20.-22.06.2005, Besançon, France
Lamprecht, K.; Merklein, M.; Geiger, M.
- Ermittlung des Reibverhaltens von Tailored Welded Blanks im Näpfchenziehversuch. In: Buchmayr, B. (Hrsg.): Tagungsband zum XXV. Verformungskundlichen Kolloquium, 04.-07.03.2006, Planneralm, Österreich, 89-100
Tolazzi, M.; Lamprecht, K.; Merklein, M.
- Hydroforming of Deep-Drawn Preforms – A Novel Approach Towards Innovative Sheet Metal Components. Production Engineering, 13 (2006) 2, 121-124
Geiger, M.; Lamprecht, K.
- Innenhochdruck-Umformen von Doppelblechen. In: Kleiner, M. (Hrsg.): Wirkmedienbasierte Fertigungstechniken zur Blechumformung - Abschlussbericht zum DFG-Schwerpunktprogramm SPP 1098, 28.-29.09.2006, Dortmund
Geiger, M.; Neugebauer, R.; Merklein, M.; Lamprecht, K.; Tolazzi, M.; Bahn, V.
- On the Determination of the Friction Behaviour of Tailor Welded Blanks by Means of a Cylindrical Cup Drawing Test. STEEL GRIPS - Journal of steel and related materials 4 (2006) 3, 201-206
Tolazzi, M.; Lamprecht, K.
- Wirkmedienbasierte Umformung tiefgezogener Vorformen ausgehend von Platinen mit lokal unterschiedlichen Fließeigenschaften. In: Kleiner, M. (Hrsg.): Wirkmedienbasierte Fertigungstechniken zur Blechumformung - Abschlussbericht zum DFG-Schwerpunktprogramm SPP 1098, 28.-29.09.2006, Dortmund, Germany, 257-274
Geiger, M.; Lamprecht, K.
- Charakterisierung der Umformeigenschaften von Blechwerkstoffen - Trends und Möglichkeiten der Prüftechnik. In: Pohl, M. (Hrsg.): Tagungsband Werkstoffprüfung, 29.- 30.11.2007, Neu-Ulm, Germany, 201-210
Merklein, M.; Hußnätter, W.; Staud, D.; Dubiel, K.; Kuppert, A.
- Hydroforming of Laser Welded Tailored and Patchwork Blanks. In: Geiger, M.; Otto, A.; Schmidt, M. (Hrsg.): LANE 2007, Proceedings of the 5th International Conference on Laser Assisted Net Shape Engineering, 25.-28.09.2007, Erlangen, Germany, 1295-1302
Tolazzi, M.; Lamprecht, K.; Geiger, M.
- Influence of Pre-forming on the Forming Limit Diagram. Key Engineering Materials, 344 (2007), 113-118
Tolazzi, M.; Merklein, M.
- Triangulation based digitizing of tooling and sheet metal part surfaces measuring technique, analysis of deviation to CAD and remarks on use of 3D-coordinate fields for the finite element analysis. Proceedings of the 12th International Conference on Sheet Metal (SheMet), 01.-04.04.2007, Palermo, Italy, 847-853
Hecht, J.; Lamprecht, K.; Merklein, M.; Galanulis, K.; Steinbeck, J.
- Wirkmedienbasierte Umformung tiefgezogener Vorformen unter besonderer Berücksichtigung maßgeschneiderter Halbzeuge. Bamberg: Meisenbach, 2007. ISBN 978-3-87525-265
Lamprecht, Klaus
- Tailor Welded Blanks und Patchwork Blanks mit Hochdruck in Form bringen. MM Maschinenmarkt - Das Industriemagazin, 114 (2008), 22-25
Tolazzi, M.; Lamprecht, K.; Blankl, A.; Cojutti, M.
