A1 - Tiefziehen

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

Projektstatus: abgeschlossen

Letztes Update: 01.10.2020

Mitglieder

Antragsteller

• Prof. Dr.-Ing. habil. Marion Merklein
• Dr.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing. Michael Lechner

Projektleiter

• Dr.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing. Michael Lechner
• Prof. Dr.-Ing. habil. Marion Merklein

Projektbearbeiter

• Dipl.-Ing. (FH) Manfred Vogel (bis 31.03.2021)
• M.Sc. Robert Schulte (bis 31.03.2021)

Das Ziel des Projekts A1 in der dritten Förderperiode des SFB-TR73 ist die Herstellung beanspruchungsangepasster Funktionsbauteile mit Funktionselementen an beiden Seiten der Zarge mittels Verfahren der Blechmassivumformung durch den Einsatz prozessübergreifender Prozessführungsstrategien. Letztere ermöglichen eine durchgängige Analyse des gesamten Produktentstehungsprozesses von der Umformung bis zum Einsatzverhalten von Funktionsbauteilen aus recycelbaren Stahlwerkstoffen.

Die gezielte Materialvorverteilung, welche für die Ausformung der Funktionselemente notwendig ist, wird durch den Einsatz von Tailored Blanks ermöglicht. Diese werden mittels der Verfahren Taumeln und flexibles Walzen hergestellt.  Die Realisierung beidseitiger Funktionselemente führt zu neuen Herausforderungen hinsichtlich der axialen, radialen und tangentialen Stoffflusssteuerung. In diesem Zusammenhang ist zu analysieren, welche Wechselwirkungen zwischen beidseitigen Formelementen in Bezug auf Lage, Art und Anordnung bei der Halbzeugherstellung auftreten.Weiterhin wird angestrebt, Funktionselemente bereits in der Halbzeugherstellung vorzuformen, welche in einem anschließenden Umformprozess endkonturnah ausgeformt werden, wodurch eine Erweiterung der Formgebungsgrenzen ermöglicht wird.

Die gezielte Auslegung der Bauteile bezüglich ihrer geometrischen und mechanischen Eigenschaften erfordert zudem Untersuchungen zur Dauerfestigkeit. Resultierende Erkenntnisse sollen die Auswahl einer maßgeschneiderten Prozesskette unter Berücksichtigung der Anforderungen an die Bauteile erlauben. Die entwickelten Strategien werden vergleichend bewertet und ein Prozessfenster für die Herstellung von Funktionsbauteilen mittels Verfahrenskombination unter Einsatz von Tailored Blanks aufgestellt.

Ein weiterer Schwerpunkt des Projektes ist die grundlagenwissenschaftliche Untersuchung zur umformtechnischen Herstellung von Blechbauteilen mit integrierten Funktionselementen durch die Kombination von Blech und Massivumformverfahren. Zur Analyse wurde als Modellprozess eine einstufige Prozesskombination aus Tiefziehen und Stauchen entwickelt, in der ein Napf tiefgezogen und dessen Zarge gestaucht wird. Dadurch können Verzahnungen realisiert oder Vorformen eines Nebenformelementes wie des offenen Mitnehmers nach dem Tiefziehen kalibriert werden. Neben dem Einsatz weicher Tiefziehgüten in der ersten Projektphase konnten Dualphasenstähle für den Einsatz in der Blechmassivumformung erfolgreich qualifiziert werden.

Arbeitskreise

• Bauteileigenschaften und Funktion
• Modellierung und Simulation
• Qualitätssicherung / Qualitätsmanagement
• Werkzeuge

Veröffentlichungen