TR73

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A2 - Fließpressen (Förderperiode 2)



Herstellung komplexer fließgepresster Funktionselemente an Blechen

Projektstatus: abgeschlossen

Letztes Update: 23.01.2017



Mitglieder


Im Rahmen des Teilprojekts A2 wird das Ziel verfolgt, komplexe, anwendungs- und beanspruchungsangepasste Funktions- und Strukturbauteile aus Feinblech mit Hilfe möglichst kurzer Prozessketten durch Fließpressen herzustellen. In der aktuell laufenden zweiten Projektphase wird untersucht, ob die bisherigen Ergebnisse aus Versuchen mit geometrisch identischen Funktionselementen auch auf Elementkombinationen verschiedenster geometrischer Gestalt angewendet werden können. Wie aus der unten stehenden Abbildung ersichtlich wird, treten unterschiedliche Formfüllungen auf, die direkt von der Wahl und Anordnung der Kavitäten abhängig sind. Im weiteren Projektverlauf wurden daher Strategien entwickelt, um den Werkstofffluss während der Umformung zielgerichtet zu beeinflussen und eine funktionsgerechte Ausformung der Elemente zu gewährleisten. Anhand numerischer und experimenteller Versuche wurde hierbei die Wirksamkeit einer Stoffflusssteuerung durch Tailored Blanks und Tailored Surfaces nachgewiesen.

A2 2014

Formfüllung der Kavität eines Fließpressprozesses bei Verwendung geometrisch unterschiedlicher Formelemente

 

Aus den typischerweise hohen Kontaktflächen zwischen Werkzeug und Werkstück resultiert eine Werkzeugbelastung die konventionelle Werkstoffe und Armierungssysteme an ihre Grenzen bringt. Durch die Weiterentwicklung der Werkzeugtechnik sollen daher die auftretenden Prozesskräfte beherrschbar und die Zuverlässigkeit und Standzeit der Werkzeuge erhöht werden. Hierfür wurde zunächst eine Analyse der Werkzeugbeanspruchung durchgeführt und wesentliche Einflussgrößen bestimmt. Die Untersuchung konnte nachweisen, dass die Werkzeugbeanspruchungen von der geometrischen Gestalt der Formelementkavitäten und deren Anordnung abhängig sind. Anhand der Ergebnisse wurde eine beanspruchungsgerechte Werkzeugauslegung für beide Prozesstypen ermöglicht. Zur weiteren Steigerung der Werkzeugbeanspruchbarkeit wurden alternative unrunde Armierungssysteme erprobt, die die Einstellung einer zielgerichteten Armierungswirkung ermöglichen, um den asymmetrischen Belastungen bei der Ausformung ungleichartiger Funktionselemente entgegenzuwirken. Daneben wird die Charakterisierung der Dauerfestigkeit von höchstfesten Werkzeugstählen erforscht, um genauere Aussagen hinsichtlich der ertragbaren Werkzeuglasten treffen zu können und folglich die vollständige Ausnutzung des Werkstoffpotentials bei der Auslegung ermöglichen zu können.     

 


Arbeitskreise


Veröffentlichungen

    2016

    • Gröbel, D.; Schulte, R.; Hildenbrand, P.; Lechner, M.; Engel, U.; Sieczkarek, P.; Wernicke, S.; Tekkaya, A.; Behrens, B.; Hübner, S.; Vucetic, M.; Koch, S.; Merklein, M.: Manufacturing of functional elements by sheet-bulk metal forming processes. In: Production Engineering, 10(2016)1, S. 63-80
    • Kersting, P.; Gröbel, D.; Merklein, M.; Sieczkarek, P.; Wernicke, S.; Tekkaya, A.; Krebs, E.; Freiburg, D.; Biermann, D.; Weikert, T.; Tremmel, S.; Stangier, D.; Tillmann, W.; Matthias, S.; Reithmeier, E.; Löffler, M.; Beyer, F.; Willner, K.: Experimental and numcerial analysis of tribological effective surfaces for forming tools in Sheet-Bulk Metal Forming. In: Production Engineering, 10(2016)1, Springer, S. 37-50
    • Merklein, M.; Lechner, M.; Gröbel, D.; Löffler, M.; Schneider, T.; Schulte, R.; Hildenbrand, P.: Innovative approaches for controlling the material flow in sheet-bulk metal forming processes. In: Manufacturing Review, 3(2016)2, S. 1-17
    • Andreas, K.; Henneberg, J.; Koch, J.; Merklein, M.: Local adjustment of surface integrity of forming tools by adaptation of tool making process. In: Procedia CIRP, 45(2016), S. 339-342
    • Löffler, M.; Engel, U.; Schulte, R.; Gröbel, D.; Krebs, E.; Freiburg, D.; Biermann, D.; Stangier, D.; Tillmann, W.; Weikert, T.; Wartzack, S.; Tremmel, S.; Lucas, H.; Denkena, B.; Merklein, M.: Tribological measures for controlling material flow in sheet-bulk metal forming. In: Production Engineering, 10(2016), S. 459-470

    2015

    • Löffler, M.; Gröbel, D.; Andreas, K.; Engel, U.; Merklein, M.: Analysis of Effectivness of Locally Adapted Tribological Conditions for Improving Product Quality in Sheet-Bulk Metal Forming. In: Applied Mechnics and Materials, 794(2015), S. 81-88
    • Löffler, M.; Freiburg, D.; Gröbel, D.; Loderer, A.; Matthias, S.; Stangier, D.; Weikert, T.: Untersuchung von Tailored Surfaces hinsichtlich ihres tribologischen Einflusses auf Prozesse der Blechmassivumformung. In: Tekkaya, A. E.; Liewald, M.; Merklein, M.; Behrens, B.-A (Hrsg.): Tagungsband zum 18. Workshop Simulation in der Umformtechnik & 3. Industriekolloquium Blechmassivumformung 2015 - DFG Transregio 73, (2015), Aachen: Shaker Verlag, S. 131-146
    • Merklein, M.; Gröbel, D.; Löffler, M.; Schneider, T.; Hildenbrand, P.: Sheet-bulk metal forming – forming of functional components from sheet metals. In: Y. Qin, T.A. Dean, J. Lin, S.J. Yuan, F. Vollertsen (Hrsg.): Proceedings of the 4th International Conference on New Forming Technology, (2015), MATEC Web of Conferences, S. 01001 1-12
    • Gröbel, D.; Schneider, T.; Merklein, M.: Sheet-Bulk Metal Forming. In: Tekkaya, A.E.; Homberg, W.; Brosius, A. (Hrsg.): 60 Excellent Inventions in Metal Forming, (2015), Springer, S. 101-106
    • Gröbel, D.; Hildenbrand, P.; Engel, U.; Merklein, M.: Influence of tailored blanks on forming of cold forged functional elements in a sheet bulk metal forming process. In: Metec, Stahl-Institut VDEh (Hrsg.): Proceedings METEC & 2nd ESTAT, (2015), auf CD veröffentlicht

    2014

    • Merklein, M.; Schneider, T.; Gröbel, D.; Nürnberger, F.: Blechmassivumformung – vom Halbzeug zum Funktionsbauteil. In: Behrens, B. A. (Hrsg.): 21. Umformtechnisches Kolloquium Hannover, Industrie und Wissenschaft – Gemeinsam die Zukunft gestalten, (2014), S. 265-280
    • Merklein, M.; Andreas, K.; Gröbel, D.; Hildenbrand, P.; Müller, M.; Noneder, J.; Reiß, A.; Schneider, T.; Vierzigmann, U.: Potenziale und Grenzen der Simulation in der Fertigungstechnik. In: Simufact Engineering (Hrsg.): Tagungsband 15. RoundTable - Simulating Manufacturing, (2014), Marburg: ISBN: 978-3-9813814-3-6, veröffentlicht
    • Gröbel, D.; Koch, J.; Vierzigmann, U.; Engel, U.; Merklein, M.: Investigations and approaches on material flow of non-uniform arranged cavities in sheet bulk metal forming processes. In: Procedia Engineering, 81(2014), S. 401-406

    2013

    • Koch, J.; Merklein, M.: Cold forging of closely-tolerated functional components out of blanks – possibilities of the new process class sheet-bulk metal forming. In: Japan Society for Technology of Plasticity (Hrsg.): Proc. of the 6th JSTP International Seminar on Precision Forging, (2013), S. 109-112
    • Vierzigmann, U.; Schneider, T.; Koch, J.; Merklein, M.; Engel, U.; Hense, R.; Biermann, D.; Krebs, E.; Kersting, P.; Lucas, H.; Denkena, B.; Herper, J.; Tillmann, W.; Stangier, D.: Untersuchungen von Tailored Surfaces für die Blechmassivumformung mittels angepasstem Ringstauchversuch. In: Merklein, M.; Behrens, B. A., Tekkaya, A. E. (Hrsg.): 2. Workshop Blechmassivumformung, (2013), Bamberg: Meisenbach, S. 137-162

    Vorträge

      2015

      • 26.02.2015: Löffler, M.: Untersuchung von Tailored Surfaces hinsichtlich ihres tribologischen Einflusses auf Prozesse der Blechmassivumformung, Dortmund
      • 18.06.2015: Gröbel, D.: Influence of tailored blanks on forming of cold forged functional elements in a sheet bulk metal forming process, Düsseldorf, Germany
      • 06.08.2015: Merklein, M.: Sheet-bulk metal forming – forming of functional components from sheet metals, Glasgow

      2014

      • 27.02.2014: Merklein, M.: Blechmassivumformung – vom Halbzeug zum Funktionsbauteil, Hannover
      • 28.02.2014: Merklein, M.: Blechmassivumformung: Umformtechnik mit Zukunft, Potsdam
      • 20.05.2014: Merklein, M.: Potenziale und Grenzen der Simulation in der Fertigungstechnik, Marburg
      • 20.10.2014: Gröbel, D.: Investigations and approaches on material flow of non-uniform arranged cavities in sheet bulk metal forming processes., Nagoya, Japan
      • 26.11.2014: Merklein, M.: Blechmassivumformung - Stand heute, Hagen

      2013

      • 13.11.2013: Koch, J.: Untersuchung von Tailored Surfaces für die Blechmassivumformung mittels angepasstem Ringstauchversuch, Erlangen