Entwicklung eines inkrementell wirkenden Werkzeugkonzepts auf Basis rotierender Werkzeuge zur Umformung von Blechen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Gerhard Hirt
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 159280604

Kugelstrahlumformprozesse sind seit Jahrzehnten industriell etabliert und in technologischer Hinsicht weitgehend erforscht. Besonders bei Einzel- und Kleinserienfertigung kommen Flexibilität, Bauteilgrößenunabhängigkeit, Reproduzierbarkeit und die prozessimmanente Verbesserung von Bauteileigenschaften zum Tragen. Aus Gründen der Produktivität werden gewöhnlich Luftdruckstrahl- und Schleuderradsysteme eingesetzt, was Nachteile in Hinblick auf die dazu notwendigen, kostenintensiven Nebenaggregate und einen geringen Umformwirkungsgrad nach sich zieht. Ziel dieses Antrags ist es, die Grundlagen für ein Verfahren zu schaffen, bei dem das Strahlmittel durch an einer rotierenden Nabe befestigte „Schlagkörper“ ersetzt wird. Damit sollen Verfahrensnachteile, wie z.B. Investitions- und Betriebskosten sowie die aufwändige Prozessführung mit sich überdeckenden Strahlbahnen, minimiert werden, die sich beim Strahlen mit losem Strahlmittel ergeben. Mittels statistischer Versuchsplanung soll experimentell der Einfluss der Geometrie des „Schlagkörpers“, des Umformrotorradius, der Verbindungslänge zwischen Impaktor und Nabe und deren Steifigkeit auf die Prozessabschnitte Anflug, Stoß und Abtransport des Schlagkörpers untersucht werden. Finite Elemente Simulationen sollen Aufschluss über die optimale Geometrie der Verbindung zwischen Impaktor und Nabe geben und die Interaktion zwischen Impaktor und Blech darstellen. Im Erfolgsfall werden wichtige Grundlagen für eine flexible Umformtechnologie bereitgestellt, die sich durch einen einfachen und somit kostengünstigen Aufbau auszeichnet und verglichen mit der Kugelstrahlumformung u.a. die Bearbeitung größerer Blechstärken ermöglicht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen