Friction-Spinning Versuchsstand
Final Report Abstract
Das neue inkrementelle Umformverfahren Reibdrücken ist ein innovativer Ansatz, der durch Integration von Reibprozessen in Kombination mit Prozesselementen des Drückens, eine prozessintegrierte Erwärmung im Werkstück realisiert. Die selbstinduzierte partielle Wärmeerzeugung führt zu einer signifikanten Erhöhung der Duktilität des Materials und ermöglicht eine deutliche Erweiterung der herstellbaren Geometrien sowie eine lokale und definierte Einstellung der Werkstoffeigenschaften. Durch die neuen Möglichkeiten des Großgerätes konnten Untersuchungen in den nachfolgend aufgelisteten Bereichen durchgeführt werden, die zu zahlreichen neuen Erkenntnissen führten. Grundlegende Untersuchungen reibungsunterstützer Umformvorgänge: Weiterführung von grundlegenden Forschungsarbeiten zu Wirkung und Wechselwirkung von Prozess- und Werkzeugparametern in einem deutlich größeren Parameterraum (z.B. durch die jetzt verfügbaren Drehzahlen bis über 3000 U/min). - Analyse der erreichbaren Form- und Maßgenauigkeiten bzw. deren Reproduzierbarkeit durch exakter positionierbare bzw. steifere Vorschubeinheiten. Konzeption, Realisierung und Untersuchung von neuen Werkzeugsystemen: Ableiten von steiferen Werkzeuggeometrien zum Erreichen von höheren Flächenpressungen. - Erweiterung des herstellbaren Werkstückspektrums durch die mit dem Versuchsstand möglichen neuen Werkzeuggeometrien und Hilfsachsen. Erforschung von neuen Prozessführungsstrategien: Durchführung von Arbeiten zur gezielten Einbringung/Einstellung von Materialeigenschaftsübergängen bzw. Gradierungen (schärferer oder weicherer Übergang); zur Ausweitung auf weitere Halbzeugarten (Vierkantprofile usw.); zum Herstellen von Bauteilen mit größeren Aufweitverhältnissen, mit variabler Mantellinienkontur sowie nicht rotationssymmetrische Bauteile. - Fertigung von komplex-zusammengesetzten Strukturen durch eine Mehrstellenbearbeitung in einer komplexen Prozesskette. Neuer Untersuchungsschwerpunkt „Fügbarkeit von Hybridwerkstoffen“: Durch das Reibdrücken konnten erfolgreich Fügeverbindungen unter Einsatz von verschiedenen Halbzeugen hergestellt werden. Zu nennen ist hier u.a.: Fügen durch Formschluss bei Aluminium/Aluminium; Fügen von Aluminium/Kupfer durch eine metallische Bindung (Aufbrechen der Oxidschichten).
Publications
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