TR73

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A1 - Tiefziehen (Förderperiode 1)



Verfahrenskombination zur umformtechnischen Herstellung von verzahnten, dünnwandigen Funktionselementen aus prozessoptimierten Blechhalbzeugen

Projektstatus: abgeschlossen

Letztes Update: 02.07.2012



Mitglieder


Der Schwerpunkt im Teilprojekt A1 ist der Aufbau und die grundlagenwissenschaftliche Analyse einer Verfahrenskombination zur umformtechnischen Herstellung verzahnter, dünnwandiger Funktionselemente aus prozessoptimierten Blechhalbzeugen. Zur Verkürzung der Prozesskette wurde dafür ein Werkzeugkonzept mit integriertem Tiefzieh- und Stauchprozess entwickelt. Numerische Ergebnisse zeigen, dass eine vollständige Formfüllung beim Anstauchen der Verzahnung ausschließlich unter hohen Werkzeug- und Werkstückbelastungen möglich ist. Eine Erweiterung der Prozessgrenzen kann durch den Einsatz stauch- und walztechnisch hergestellter prozessangepasster Halbzeuge mit definierten Blechdickenprofilen erreicht werden.

Integriertes Tiefzieh- und Stauchwerkzeug (links) und Zwischenstufen der Bauteilgeometrie (rechts)

Bei der stauchtechnischen Halbzeugherstellung sind aufgrund der großen Kontaktflächen und der resultierenden hohen Umformkräften die Formgebungsmöglichkeiten zur lokalen Blechdickenerhöhung begrenzt. Dies macht die Entwicklung innovativer Umformkonzepte zur Reduzierung der Prozesskräfte erforderlich. Im Rahmen des Teilprojekts wird dazu neben der Herstellung prozessangepasster Halbzeuge mit definierter Blechdicke und lokal angepassten mechanischen Eigenschaften durch Stauchen das Verfahren des flexiblen Walzens untersucht. Eine prototypische Walzanlage mit flexibler Prozessführung dient der Herstellung verschiedener Platinenlayouts, um die Halbzeuge für nachfolgende Umformoperationen anzupassen. Ziel ist der Aufbau und die grundlagenwissenschaftliche Analyse beider Umformverfahren.

Flexible Walzanlage und numerische Untersuchung des Walzprozesses

 


Arbeitskreise


Veröffentlichungen

    2012

    • Merklein, M.; Plettke, R.; Schneider, T.; Opel, S.: Manufacturing of sheet metal components with variants using process adapted semi-finished products. In: Key Engineering Materials, 504(2012), Schweiz: Trans Tech Publications, S. 1023-1028
    • Weckenmann, A.; Reithmeier, E.; Merklein, M.; Wartzack, S.; Behrens, B.; Akkasoglu, G.; Ohrt, C.; Schneider, T.; Salfeld, V.; Breitsprecher, T.; Plugge, B.: Methodengestützte Referenzvorgehensweise für neue Umformverfahren. In: Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb ZWF, 107(2012)1, München: Hanser, S. 43-47
    • Merklein, M.; Plettke, R.; Opel, S.: Orbital forming of tailored blanks from sheet metal. In: Annals of the CIRP, 1(2012)61, Amsterdam: Elsevier, S. 263-266

    2011

    • Merklein, M.; Schneider, T.: Functional Integration of Sheet Metal Parts by Deep Drawing(2011), Steel Research International - Special Edition ICTP 2011, S. 1036-1041
    • Schneider, T.; Merklein, M.: Sheet-Bulk Metal Forming of Preformed Sheet Metal Parts(2011), Schweiz, S. 83-90
    • Merklein, M.; Tekkaya, A.; Brosius, A.; Opel, S.; Kwiatkowski, L.; Plugge, B.; Schunck, S.: Machines and Tools for Sheet-Bulk Metal Forming. In: Key Engineering Materials, 473(2011), Schweiz: Trans Tech Publications, S. 91-98
    • Merklein, M.; Koch, J.; Opel, S.; Schneider, T.: Fundamental investigations on the material flow at combined sheet and bulk metal forming processes. In: Annals of the CIRP, 1(2011)60, Amsterdam: Elsevier, S. 283-286
    • Merklein, M.; Tekkaya, A.; Brosius, A.; Opel, S.; Koch, J.: Overview on Sheet-Bulk Metal Forming Processes. In: G. Hirt, A.E. Tekkaya (Hrsg.): Proceedings ICTP 2011, 10(2011), Aachen, S. 1109-1114
    • Merklein, M.; Behrens, B.; Plettke, R.; Krimm, R.; Opel, S.; Schneider, T.; Salfeld, V.: Integrierte Fertigung von tiefgezogenen Blechbauteilen mit Verzahnungselementen unter Einsatz von prozessangepassten Halbzeugen. In: M. Merklein (Hrsg.): Tagungsband zum 1. Erlanger Workshop Blechmassivumformung 2011, (2011), Bamberg: Meisenbach, S. 159-180
    • Schaper, M.; Lizunkova, Y.; Vucetic, M.; Hetzner, H.; Opel, S.; Schneider, T.; Koch, J.; Plugge, B.: Sheet-bulk metal forming a new process for the production of sheet metal parts with functional components. In: Metallurgical and Mining Industry, 3(2011)7, S. 53-58

    2010

    • Merklein, M.; Opel, S.; Schneider, T.: Herstellung funktionaler Blechkomponenten. In: wt Werkstattstechnik online, 11(2010), Düsseldorf: Springer, S. 910-915
    • Merklein, M.; Opel, S.: Investigation of Tailored Blank Production by the New Process Class Sheet-Bulk Metal Forming . In: F. Chinesta, Y. Chastel, M.E. Mansori (Hrsg.): International Conference on Advances in Materials and Processing Technologies (AMPT2010), 1315(2010), Melville, USA: AIP Conference Proceedings, S. 395-400
    • Merklein, M.; Koch, J.; Schneider, T.; Opel, S.; Vierzigmann, U.: Manufacturing of Complex Functional Components with Variants by Using a new Metal Forming Process – Sheet-Bulk Metal Forming. In: International Journal of Metrial Forming, (2010), Paris: Springer, S. 347-350

    2009

    • Merklein, M.: Manufacturing of complex functional components with variants by using a new sheet metal forming process. In: Ruan, X.-Y. (Hrsg.): Proc. of 42nd ICFG Plenary Meeting(2009), veröffentlicht

    Vorträge

      2012

      • 15.03.2012: Opel, S.: Manufacturing of sheet metal components with variants using process adapted semi-finished products, Erlangen

      2011

      • 18.04.2011: Opel, S.: Machines and Tools for Sheet-Bulk Metal Forming, Leuven
      • 18.04.2011: Opel, S.: Sheet-Bulk Metal Forming of Preformed Sheet Metal Parts, Leuven
      • 28.09.2011: Schneider, T.: Functional Integration of Sheet Metal Parts by Deep Drawing, ICTP, Aachen
      • 13.10.2011: Plettke, R.: Integrierte Fertigung von tiefgezogenen Blechbauteilen mit Verzahnungselementen unter Einsatz von prozessangepassten Halbzeugen, 1. Workshop Blechmassivumformung, Erlangen, Germany

      2010

      • 09.04.2010: Schneider, T.: Manufacturing of Complex Functional Components with Variants by Using a New Metal Forming Process – Sheet-Bulk Metal Forming, ESAFORM 2010, Brescia
      • 25.10.2010: Opel, S.: Investigation of Tailored Blank Production by the Process Class Sheet-Bulk Metal Forming, Paris