Projekt im Forschungsbereich
Numerische Modellierung und Prozessdesign

 

Uniaxiales Innenhochdruck-Aufweitstauchen von Napfhalbzeugen auf einfach wirkenden Pressen (IHU-MU)

Die Kaltmassivumformung ist aufgrund der hohen Werkstoffausnutzung und der damit einhergehenden Energie- und Ressourceneffizienz für die Produktionstechnik von hoher Bedeutung. Das Innenhochdruckumformen (IHU) ist ein etabliertes Verfahren zur Herstellung unterschiedlichster komplexer Bauteilgeometrien und fester bis höchstfester Werkstoffe. Ausgangsmaterial sind oftmals vorgebogene Rohre mit definierter Wandstärke. Der Werkzeugaufbau ist komplex und bedarf in der Regel mindestens eine zweifach wirkende Presse, da neben dem Werkzeugschließen die Bewegung der Axialstempel realisiert werden muss. Zur Erweiterung der Verfahrensgrenzen des IHU wird ein Konzept entwickelt, mit dem einseitig geschlossen Napfhalbzeuge auf einer einfach wirkenden Presse mittels IHU aufgeweitet werden können.

Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung des uniaxialen Innenhochdruck-Aufweitstauchen von Halbzeugen auf einfach wirkenden Pressen. Dafür wird ein analytisches Prozessmodell zur Beschreibung der Prozessgrenzen Bersten, Knicken und Faltenbildung hergeleitet, um den Umformprozess wissensbasiert auslegen zu können. Um das übergeordnete Ziel zu erreichen, wird in einem ersten Schritt ein Werkzeugkonzept entworfen und anschließend gefertigt. In einem zweiten Schritt werden Experimente auf Basis der statistischen Versuchsplanung eine Sensitivitätsanalyse der Einstellparameter durchgeführt, um dadurch die Belastungsgrenzen (Bersten, Knicken, Faltenbildung) 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 Werkzeug zum axialen Innenhochdruck-Aufweitstauchen sowie ein analytisches Prozessmodell zur Beschreibung der Prozessgrenzen.

Die Projektpartner danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) für die Förderung des vorgestellten Forschungsprojekts Uniaxiales Innenhochdruck-Aufweitstauchen von Napfhalbzeugen auf einfach wirkenden Pressen.





 

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Herman Voigts, M.Sc. RWTH
 
Cluster Produktionstechnik 3A 344
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