Auslegung und Anwendung prozessangepasster Halbzeuge für Verfahren der Blechmassivumformung

Abstract

Im Spannungsfeld zwischen ökologischen und ökonomischen Herausforderungen werden im Bereich der Produktionstechnik innovative Verfahren benötigt, um die steigenden Anforderungen an neue Produkte erfüllen zu können. Die Blechmassivumformung stellt in diesem Zusammenhang eine vielversprechende Technologie dar, welche die Potentiale etablierter Verfahren der Blech- und Massivumformung kombiniert. Die zentralen Herausforderungen bestehen vor allem in der Sicherstellung einer ausreichenden Kontrolle der lokal variierenden zwei- und dreiachsigen Spannungs- und Dehnungszustände zur Herstellung endkonturnaher Bauteile. Vor diesem Hintergrund wurde in der vorliegenden Arbeit das Prozessverständnis hinsichtlich der Auslegung und des Einsatzes prozessangepasster Halbzeuge vertieft und erweitert, um die Stoffflusskontrolle entsprechend den geforderten Bauteileigenschaften steigern zu können. Als Grundlage der Untersuchungen wurde die anforderungsbasierte Auslegung einer zielführenden Werkzeuggeometrie zur Herstellung prozessangepasster Halbzeuge anhand einer numerischen Variantensimulation durchgeführt, welche nachfolgend um einen effizienteren Auslegungsansatz ergänzt wurde. Die zentralen Anforderungen umfassen die Vermeidung identifizierter Fehlerbilder an den außenverzahnten Funktionsbauteilen, welche durch die einstufige Verfahrenskombination aus Tiefziehen und Stauchen hergestellt werden. Die Realisierung einer ausreichend hohen Stoffflusskontrolle ist bei Verfahren der Blechmassivumformung eine der Grundvoraussetzungen für die effiziente Herstellung fehlerfreier Funktionsbauteile aus Stahl- und Aluminiumlegierungen.