Entwicklung eines roboterbasierten matrizenfreien inkrementellen Blechumformverfahrens

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Bernd Kuhlenkötter, seit 10/2016
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 146187758

Der Lehrstuhl für Produktionssysteme (LPS) entwickelt seit 2003 ein inkrementelles Blechumformverfahren, bei dem erstmals zwei kooperierende Roboter ein Umformwerkzeug und einen Gegenhalter über das umzuformende Blech führen. Damit kann auf eine werkstückformabhängige Teil- bzw. Vollpatrize vollständig verzichtet werden. Die erste Förderphase konnte nach dem Aufbau der Anlage und der Erstellung eines notwendigen Programmiersystems zur synchronen Steuerung der Roboter die grundsätzliche Machbarkeit dieses Verfahrens erfolgreich an Regelgeometrien zeigen. Es fand eine Fokussierung auf die übergeordnete Umformstrategie „Umformung mit peripherem Gegenhalter“ mit ihren Variationsmöglichkeiten statt. Dabei konnte der Einfluss der jeweiligen Prozessparameter auf das Prozessergebnis aufgezeigt werden. Grundsätzlich zeigen die hergestellten Bauteile eine sehr hohe Reproduzierbarkeit. Problemfelder ergeben sich bei diesem vergleichsweise neuen Verfahren jedoch in Bezug auf die Geometriegenauigkeit der gefertigten Bauteile, Faltenbildung bzw. Welligkeit der umgeformten Oberflächen sowie bei der Herstellung steiler Flanken (Flankenwinkel größer 65°) und ebener Flächen. Ziel der hier beantragten zweiten Förderphase ist der Übergang von Regelgeometrien zu komplexen Bauteilen. Hierfür sind umfassende experimentelle Arbeiten zur Analyse und technologischen Weiterentwicklung des Umformverfahrens mit dem Fokus auf die genannten Problemfelder sowie die Umformung konvexkonkaver Strukturen nötig. Der Lösungsansatz und der Schwerpunkt der Arbeiten liegen dabei in der Entwicklung und Erforschung neuer Umformstrategien, die auf einer kraftgeregelten Werkzeugführung, samt zugehöriger Umformwerkzeuge, basieren, sowie der Schaffung einer Stabilisierung der Blechebene mit Hilfe verschiedener Stabilisierungskonzepte. Ziel ist somit, das herstellbare Bauteilspektrum hinsichtlich komplexer Strukturen zu erweitern und gleichzeitig die Bauteilgenauigkeit zu steigern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Horst Meier, bis 10/2016