P 892 – Bestimmung der werkstoffspezifischen prozessbeeinflussenden Parameter und Optimierung der Prozessparameter für das Durchsetzen hochfester Stähle

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P892

Artikelnummer: P892 Kategorie:

Beschreibung

P 892 – Bestimmung der werkstoffspezifischen prozessbeeinflussenden Parameter und Optimierungder Prozessparameter für das Durchsetzen hochfester Stähle

Ziel dieses Forschungsvorhabens war es, Prozessparameter und Einflussgrößen wie z.B. Werkstoffkennwerte für das  Durchsetzen konventioneller und hochfester Blechwerkstoffe experimentell und simulationsgestützt zu ermitteln und  gegebenenfalls den Prozess zu optimieren, um einen prozesssicheren Einsatz höherfester Werkstoffe zu ermöglichen. Zur  Erlangung einer tieferen Prozesskenntnis, der Prozessparameter sowie zur Bestimmung der prozessspezifischen  Verfahrensgrenzen wurden systematische, wissenschaftlich fundierte, experimentelle und numerische Analysen durchgeführt. Die experimentellen Untersuchungen im Durchsetzprozess erfolgten zunächst auf Basis einfacher  kreisförmiger Geometrien unter Einsatz von konventionellen Stahlblechwerkstoffen. Durch ein möglichst genaues Abbilden  des Umformprozesses in der Simulation konnten Erkenntnisse über die auftretenden Beanspruchungen im Werkzeug erlangt werden. Die Versuche dienten ebenfalls der Validierung des erstellten Simulationsmodells. Basierend auf dengewonnenen Erkenntnissen aus Versuch und Simulation wurde eine Geometrieoptimierung eines rotatorischen und eines verzahnten  Durchsetzstempels durchgeführt. Ziel der Stempeloptimierung in Form einer Fasen-Radien-Kombination an der  Stempelmantelfläche war eine Standmengenerhöhung. Darüber hinaus erfolgten Untersuchungen hinsichtlich der Werkstoffverfestigung, der Prozesskräfte und der Profilkenngrößen der Bauteile in Abhängigkeit des Versuchswerkstoffs, des Durchsetzspalts, der Durchsetzkantenverrundung und der Stempelmantelflächenpräparation sowie der Versuchsgeometrie.  Auf der Grundlage der experimentellen und theoretischen Untersuchungsergebnisse war es möglich, die Grenzen des Durchsetzprozesses aufzuzeigen.
Durch die Beherrschung des Durchsetzens hochfester Stähle werden eine deutliche  Kostenreduzierung sowie eine Erhöhung der Prozesssicherheit erreicht. Im Weiteren konnten die derzeit technisch  realisierbaren Grenzen des Verfahrens aufgezeigt werden. Werkzeuggestaltungsrichtlinien wurden erarbeitet und somit ist eine rasche praktische Anwendung des Verfahrens möglich.
Das IGF-Vorhaben 17103 N der FOSTA – Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V., Düsseldorf, wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen  Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des  Deutschen Bundestages gefördert. Das Vorhaben wurde an am Lehrstuhl für Umformtechnik und Gießereiwesen, Technische Universität München, Garching, durchgeführt.

Autoren:
W. Volk

Veröffentlichung:
2015