Hochdruck-Blechumformung maßgeschneiderter Halbzeuge unter Anwendung magnetorheologischer Flüssigkeiten als kombiniertes Wirk- und Dichtmedium

• Applicant: Professorin Dr.-Ing. Marion Merklein
• Subject Area: Primary Shaping and Reshaping Technology, Additive Manufacturing
• Term: from 2012 to 2017
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 211256090

Durch den Einsatz magnetorheolgischer Flüssigkeiten zur Hochdruck-Blechumformung lassen sich die bisherigen Prozessgrenzen erweitern, die für konventionelle Wirkmedien, wie Hydrauliköl, gelten. Insbesondere die Prozessgrenze hinsichtlich der Abdichtung der Kavität im Flanschbereich kann zu höheren Innendrücken und niedrigeren Flächenpressungen im Flansch verschoben werden. Dies wird dadurch erreicht, dass die Fluideigenschaften, wie zum Beispiel die Viskosität, durch Anlegen eines externen magnetischen Feldes lokal beeinflusst werden. Da in der Kavität kein Magnetfeld vorherrscht, stellt sich in diesem Bereich ein annähernd isostatischer Druckzustand ein. Um eine Steigerung der Dichtwirkung bei geringen Niederhalterkräften und selbst bei geringen Spalthöhen zu erzielen, werden im Flanschbereich magnetische Felder appliziert, die eine grundsätzliche Veränderung des Viskositätsverhaltens herbeiführen. Die einstellbaren Materialeigenschaften des Mediums haben jedoch einen erheblichen Einfluss auf die Reibung zwischen Blech und Werkzeug. Deshalb soll eine grundlegende Charakterisierung der tribologischen Bedingungen unter verschiedenen Randbedingungen erfolgen, die auch Auswirkungen auf die resultierenden Leckageraten haben. Um eine durchgängige Betrachtung des Prozesses zu ermöglichen, werden numerische Simulationen von stationären Strömungszuständen im Flanschbereich, wie sie bei der Umformung von Tailored Blanks auftreten können sowie die Modellierung des Umformprozesses für Platinen mit Dickensprüngen bei lokal unterschiedlichen Reibzahlen durchgeführt. Die genannten numerischen Simulationen werden mit Ergebnissen aus Experimenten abgeglichen und validiert. Dies ermöglicht eine Dimensionierung der erforderlichen Medienfördereinrichtungen als auch die numerische Auslegung von Umformprozessen.

• DFG Programme: Research Grants