Wirkmedienumformung von tiefgezogenen Vorformen ausgehend von Platinen mit lokal unterschiedlichen Fließeigenschaften

• Applicant: Professorin Dr.-Ing. Marion Merklein
• Subject Area: Primary Shaping and Reshaping Technology, Additive Manufacturing
• Term: from 2007 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 54924662

Der Einsatz von maßgeschneiderten Halbzeugen wie Tailored Welded Blanks, Tailored Rolled Blanks oder Patchwork Blanks bietet insbesondere im Bereich der Automobilindustrie ein erhebliches Potenzial für Gewichts- und Kosteneinsparungen. Die Vorteile der wirkmedienbasierten Umformung können mit diesen maßgeschneiderten Platinen jedoch nicht unmittelbar genutzt werden, da die freie Umformung aufgrund der isostatischen Druckwirkung eine schwer kontrollierbare, inhomogene Umformung der Platine hervorruft. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es daher, das Tiefziehen mit einem starren Stempel und die wirkmedienbasierte Umformung von maßgeschneiderten Halbzeugen in einem Prozess zu integrieren. Durch den Stempel wird ein kontrollierter Werkstofffluss und somit eine gleichmäßige Vorformung der inhomogenen Platine bewirkt. Bei der anschließenden Umformung mit einem aktiven Wirkmedium werden komplexe Formelemente erzeugt und eine homogen über das Bauteil verteilte Verfestigung eingestellt. Gleichzeitig kann mit Hilfe dieser Verfahrenskombination die Zykluszeit zur Herstellung der Bauteile gegenüber der reinen Innenhochdruck-Umformung erheblich verkürzt werden, da nach dem Tiefziehen nicht mehr das gesamte Bauteilvolumen mit dem Wirkmedium befüllt werden muss. Im beantragten letzten Projektabschnitt soll zunächst eine weitere Optimierung der Prozessführungsstrategie bei der Umformung des Demonstratorbauteils „Pkw-Rad“ erfolgen. Dazu ist es erforderlich, den Einfluss nicht-linearer Dehnungspfade auf das Werkstoffversagen zu analysieren und bei der Auswertung numerischer Prozesssimulationen zu berücksichtigen. In einem zweiten Arbeitspunkt erfolgt eine experimentelle Verifikation der untersuchten Prozessführungsstrategien, die auch eine Charakterisierung der Bauteile und deren mechanischer Eigenschaften umfasst. Im Sinn einer ganzheitlichen Projektbearbeitung soll schließlich das generelle Anwendungspotenzial des untersuchten Umformverfahrens unter technologischen, wirtschaftlichen und ökologischen Gesichtspunkten bewertet werden.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr.-Ing. Manfred Geiger