Projektbereich C: Werkstoffe
Neben den Prozessen und Systemen kommt dem Werkstoff und seinem Verhalten eine zentrale Bedeutung bei der Blechmassivumformung zu. Daher wurde im Projektbereich C das Werkstoffverhalten grundlegend analysiert. Es erfolgt aber ausdrücklich keine Werkstoffentwicklung. Der Projektbereich C bildet eine wichtige Basis für die Prozessmodellierung der Blechmassivumformung, da nur durch entsprechende Werkstoffmodelle diese korrekt erfolgen kann. Im Fokus der Untersuchungen stand insbesondere das Fließverhalten der eingesetzten Versuchswerkstoffe, da in der Blechmassivumformung im Vergleich zur konventionellen Blechumformung dreidimensionale Spannungs- und Formänderungszustände sowie hohe Umformgrade auftreten. Zur Definition von Prozessgrenzen in der Blechmassivumformung wurden zudem Mikrostrukturanalysen durchgeführt, um neben dem Fließ- auch das Schädigungsverhalten des Werkstoffs modellieren und in die Projektbereiche A und B überführen zu können. Komplettiert wird die Beschreibung des Werkstoffverhaltens durch die Analyse der tribologischen Bedingungen des Versuchswerkstoffes und deren Modellierung. In den aktuellen Arbeiten im Projektbereich C soll auf Basis der Erkenntnisse aus Projektbereich A die Modellierung des Fließ- und Schädigungsverhaltens auf wechselnde Spannungs- und Formänderungszustände und eine zweiphasige Gefügestruktur erweitert werden.
Der Projektbereich C umfasst aktuell vier Teilprojekte, die ebenfalls an allen drei Standorten angesiedelt sind. Die vier Teilprojekte werden von acht wissenschaftlichen Mitarbeitern bearbeitet, welche an fünf Forschungseinrichtungen tätig sind. Die Zusammenarbeit der Projekte im Projektbereich C und der Austausch der wesentlichen Ergebnisse wird durch die Arbeitskreise Werkstoffe und Modellierung und Simulation unterstützt, deren Leiter jeweils auch in Teilprojekten dieses Projektbereichs führend tätig sind. Die Erarbeitung gemeinsamer Grundlagen für die Abbildung des Werkstoffverhaltens in der Simulation ist wesentlich für die Arbeit in den andern Projektbereichen.
Die Modellierung des Werkstoffs als polykristalline Struktur und die Ableitung kontinuumsmechanischer Modelle aus diesem Ansatz ist Gegenstand der Arbeiten in Hannover. Die für die Bestimmung der Eingangsparameter und die Validierung der Modelle erforderlichen experimentellen Untersuchungen mit neuen Methoden erzeugen außerdem die Datengrundlage für das in Kooperation mit Dortmund bearbeitete Projekt zur Schädigungsmodellierung für die Blechmassivumformung. In Erlangen soll einerseits ein konstitutives Reibgesetz erarbeitet werden, welches sowohl das variierende Belastungskollektiv während der Blechmassivumformung als auch den Einfluss von Schmierstoffen und Oberflächentopografien abbilden kann. Andererseits wird an der Optimierung der Parameter zur numerischen Abbildung der Umformprozesse und der Form der eingesetzten Platinen gearbeitet.
