TR73

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B7 - Horizontalbelastung (Förderperiode 2)



Charakterisierung von Horizontalbelastungen bei der Blechmassivumformung und Berücksichtigung in der FE-Simulation

Projektstatus: abgeschlossen

Letztes Update: 23.01.2017



Mitglieder


Im zweiten Bearbeitungszeitraum (2013-2016) wird das Ziel verfolgt, die geforderte Qualität des Endprodukts für das wachsende Bauteilspektrum der Blechmassivumformung maschinenseitig sicherzustellen. Die geometrische Präzision gefertigter Werkstücke (insbesondere mit asymmetrischer Geometrie) soll mit Hilfe eines aktiven Systems zur Vermeidung des horizontalen Stößelversatzes realisiert werden. Hierzu werden in Verbindung mit den Stößelführungen Aktoren eingesetzt, welche beim Auftreten horizontaler Prozesskräfte entsprechende Gegenkräfte auf den Stößel aufbringen und hiermit eine von der Sollkinematik abweichende horizontale Verlagerung der Werkzeugkomponenten und die damit einhergehenden Geometrieabweichungen des Bauteils verhindern.

b7 magnete ebr1

b7 verlagerung mit ohne aktorik

Die Realisierbarkeit eines solchen Systems auf Basis elektromagnetischer Komponenten ist für praktisch relevante Prozesse der Blechmassivumformung im Rahmen von Voruntersuchungen aufgezeigt worden. Hierbei wurde basierend auf dem an der Versuchspresse aus dem 1. Bearbeitungszeitraum bei einem potentiellen Umbau hierfür vorhandenen Raum ein magnetostatisches 2D-Simulationsmodell eines Elektromagneten aufgebaut. Die Ergebnisse zeigen, dass es prinzipiell möglich ist, Zugkräfte auf den Stößel aufzubringen, welche in der Größenordnung der bei der Herstellung des Demonstratorbauteils auftretenden horizontalen Prozesskräfte liegen. Im Vorhaben ist daher die Frage zu klären, in welchem Umfang es möglich ist, den horizontalen Stößelversatz während der Blechmassivumformung von asymmetrischen Bauteilen maschinenseitig zu vermeiden. Im Idealfall ist der Versatz soweit vermeidbar, dass die Auswirkungen auf das Werkstück innerhalb der geforderten Fertigungstoleranzen bleiben. In diesem Fall kann mittels der neuen Maschinentechnik auf die Berücksichtigung der Maschineneigenschaften im Rahmen der Prozesssimulation verzichtet werden. Der damit verbundene Aufwand an Rechenzeit und zur Modellbildung würde sich bei einer gegenüber heute gesteigerten Fertigungsqualität erübrigen, die Prozessstabilität würde steigen. Aufgrund der Unabhängigkeit der Methodik zur Vermeidung des horizontalen Stößelversatzes von der Art des Pressenantriebs ist die Übertragbarkeit der Forschungsergebnisse für unterschiedliche Pressenarten gewährleistet.


Arbeitskreise


Veröffentlichungen

    2016

    • Gröne, M.; Rosenbusch, D.; Krimm, R.; Behrens, B.: Electromagnetic System to Improve the Manufacturing Accuracy at the Presence of Horizontal Process Forces. In: Production Engineering, 1140(2016), S. 369-376
    • Matthias, S.; Loderer, A.; Koch, S.; Gröne, M.; Kästner, M.; Hübner, S.; Krimm, R.; Reithmeier, E.; Hausotte, T.; Behrens, B.: Metrological solutions for an adapted inspection of parts and tools of a sheet-bulk metal forming process. In: Production Engineering, 10(2016)1, DOI 10.1007/s11740-015-0647-2, S. 51-61
    • Behrens, B.; Krimm, R.; Gröne, M.: Reduktion des Maschineneinflusses auf die Bauteilqualität bei Horizontalbelastungen. In: Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung (Hrsg.): Tagungsband, (2016)42, S. 183-193

    2015

    • Gröne, M.; Krimm, R.; Behrens, B.: Vermeidung von Stößelversatz mit Elektromagneten. In: wt Werkstattstechnik online, (2015)10, S. 687-691
    • Salfeld, V.: Experimentelle und numerische Untersuchungen zur Verlagerung des Pressenstößels infolge einer Horizontalkraft. In: Bernd-Arno Behrens (Hrsg.): Berichte aus dem IFUM, Dissertation, 6(2015), Garbsen: PZH Verlag, veröffentlicht

    2014

    • Gröne, M.; Krimm, R.; Salfeld, V.: Design of an Electromagnetic System to Avoid Horizontal Ram Displacement. In: Advanced Materials Research, 1018(2014), S. 237-244
    • Gröne, M.; Krimm, R.; Behrens, B.: Neuartiges System zur Vermeidung von Stößelversatz. In: wt Werkstattstechnik online, 104(2014)10, S. 673-678

    2013

    • Salfeld, V.; Krimm, R.; Hübner, S.; Vucetic, M.: Sheet-Bulk Metal Forming of Symmetric and Asymmetric Parts. In: Advanced Materials Research, 769(2013), Switzerland: Trans Tech Publication, S. 229-236
    • Salfeld, V.; Krimm, R.; Behrens, B.; Sieczkarek, P.; Ben Khalifa, N.; Tekkaya, A.; Tremmel, S.; Wartzack, S.: Maschinen- und werkzeugseitige Herausforderungen bei der Blechmassivumformung von komplexen Bauteilen. In: Merklein, M., Behrens, B.-A., Tekkaya, A. E. (Hrsg.): Tagungsband zum 2. Workshop Blechmassivumformung 2013 - DFG Transregio 73, (2013), Bamberg: Meisenbach , S. 13-36

    Vorträge

      2016

      • 13.04.2016: Gröne, M.: Reduktion des Maschineneinflusses auf die Bauteilqualität bei Horizontalbelastungen, EFB-Kolloquium, Fellbach
      • 05.09.2016: Gröne, M.: Reduktion des Maschineneinflusses auf die Bauteilqualität bei Horizontalbelastungen, WGP-Kongress 2016, Hamburg

      2014

      • 09.09.2014: , .: WGP-Kongress: Design of an Electromagnetic System to Avoid Horizontal Ram Displacement, Erlangen