Projekt im Forschungsbereich
Numerische Modellierung und Prozessdesign

 

Erforschung der thermomechanischen Wechselwirkungen in der Scherzone beim Feinschneiden von höherfesten erwärmten Blechwerkstoffen (HotFib)


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Das Feinschneiden ist aufgrund der hohen Qualität der Schnittkante und der damit einhergehenden Energie- und Ressourceneffizienz für die Produktionstechnik von hoher Bedeutung. Im Folgeverbundschnitt ermöglicht das Feinschneiden die Prozessintegration von weiteren Umformoperationen und ist daher ein etabliertes Verfahren zur Herstellung unterschiedlicher Bauteilgeometrien. Ausgangsmaterial sind Bleche mit definierter Blechdicke. Der Werkzeugaufbau ist komplex und erfordert zwingend eine dreifach wirkende Presse zur separaten Applikation der Schneidstempel-, Niederhalter- und Gegenstempelkräfte. Zur Erweiterung der Verfahrensgrenzen des Feinschneidens wird ein Konzept entwickelt, mit dem durch die Erwärmung der Blechwerkstoffe höherfeste Bleche bearbeitet und die Prozesskräfte gesenkt werden können.

Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Beschreibung der phänomenologischen Erscheinungen und der Ermittlung der Ursache-Wirkungszusammenhänge hinsichtlich der thermomechanischen Wirkmechanismen in der Scherzone zur Befähigung des Feinschneidens von höherfesten Blechwerkstoffen mittels einer induktiven Erwärmung, um den Feinschneidprozess wissensbasiert auslegen zu können. Um das übergeordnete Ziel zu erreichen, wird in einem ersten Schritt die apparative Adaption und Kalibrierung der induktiven Erwärmung vorgenommen. In einem zweiten Schritt werden Experimente zum Feinschneiden von definiert erwärmtem Blechwerkstoff durchgeführt, um die thermomechanischen Wechselwirkungen beim Feinschneiden zu analysieren und die Schnittteilqualität und -eigenschaften zu ermitteln. Parallel dazu werden mithilfe von numerischen Simulationen basierend auf der Finite-Elemente-Methode schwer messbare Größen wie Spannungen und Dehnungen ermittelt und mit den experimentellen Ergebnissen korreliert. Das Ergebnis des Forschungsvorhabens ist ein umfassendes, validiertes Erklärungsmodell in Form von Ursache-Wirkungs-Zusammenhängen beim Feinschneiden von erwärmten höherfesten Blechwerkstoffen.

Die Projektpartner danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) für die Förderung des vorgestellten Forschungsprojekts Erforschung der thermomechanischen Wechselwirkungen in der Scherzone beim Feinschneiden von höherfesten erwärmten Blechwerkstoffen.








 

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Ansprechpartner(in):
Ingo Felix Weiser, M.Sc. RWTH
 
Cluster Produktionstechnik 3A 344
Tel.: +49 241 80-24980
Fax: +49 241 80-22293
Mail: I.Weiser@wzl.rwth-aachen.de