Systematische Untersuchung zur Blechumformung von Hybridbauteilen

Abstract

Die Kombination von Umformtechnik und additiver Fertigung ermöglicht die Herstellung von Hybridbauteilen, die die Vorteile beider Verfahren nutzen, um somit industriellen Trends entgegenzuwirken, die konventionelle Fertigungsansätze an ihre Grenzen treiben. Die auf den Blechen additiv aufgebrachten Funktionselemente beeinflussen das Materialverhalten während der Umformoperation und begünstigen ein früheres Materialversagen in Form von Rissbildung. Um dennoch das volle Potential von Hybridbauteilen, bestehend aus Blechen und additiv gefertigten Funktionselementen, auszuschöpfen, werden im Rahmen dieser Arbeit die Wirkmechanismen beim Tiefziehen von Hybridbauteilen mit bis zu 21 Funktionskörpern erarbeitet. Dafür wird der Herstellungsprozess ganzheitlich untersucht, indem eine Prozessführungsstrategie des genutzten pulverbettbasierten Laserstrahlschmelzens erarbeitet wird, die mechanischen Eigenschaften von Blech- und Additivkomponente vergleichend charakterisiert werden und abschließend Forschungshypothesen bezüglich der Einflussmechanismen geprüft werden. Die unterschiedlichen Herstellungsverfahren resultieren in unterschiedlichen Mikrostrukturen und demzufolge mechanischen Eigenschaften, die bei der Modellierung und Umformung der Hybridbauteile beachtet werden müssen. Bei der Gestaltung der Hybridbauteile ist darauf zu achten, dass die Durchmesser der Funktionselemente gering gewählt werden, die Platzierung in unkritischen Bereichen und gleichmäßig verteilt erfolgt.