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Indirektes Strangpressen von Cu/Al-Verbundprofilen

Fachliche Zuordnung Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
Materialien und Werkstoffe der Sinterprozesse und der generativen Fertigungsverfahren
Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen
Förderung Förderung von 2016 bis 2019
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 317009191
 
Erstellungsjahr 2021

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Der vorliegende Forschungsantrag beabsichtigte die Modifikation des indirekten Strangpressprozesses, um die Herstellung von Cu/Al-Verbundprofilen mit diesem Verfahren zu realisieren. Zunächst wurde der etablierte Herstellungsprozess mittels hydrostatischem Strangpressen durch numerische Modellierungen abgebildet und analysiert. Die Verifikation des Modells erfolgte anhand eines Versuchs, dessen Pressprodukt zugleich als Referenz für die nachfolgenden indirekten Strangpressversuche diente. Mit den gewonnenen Erkenntnissen erfolgte die Modellierung des indirekten Strangpressprozesses, mit Hinblick auf einen möglichst homogenen Materialfluss der beiden Verbundwerkstoffe Aluminium und Kupfer. Für die Umsetzung der indirekten Strangpressversuche war es notwendig die geringe Reibung des hydrostatischen Strangpressens darzustellen. Zu diesem Zweck erfolgten Versuche mit unterschiedlichen Konfigurationen der Matrizenfunktionsfläche. Durch Sandstrahlen konnte eine geeignete Topografie erzeugt werden, welche die Ausbildung von Schmiertaschen begünstigt und so eine stetige Schmiermittelversorgung sicherstellt. Die Ermittlung optimaler Prozessparameter für das indirekte Strangpressen von Cu/Al-Verbundprofilen erfolgte durch Anwendung der statistischen Versuchsplanung und Umsetzung eines zusammengesetzten Versuchsplans mittels FE-Simulationen. Auf diese Weise konnten optimale Einstellungen für die Prozessgrößen Pressverhältnis, Aufnehmertemperatur, Stempelgeschwindigkeit, Kupfervolumenanteil und Matrizenwinkel identifiziert werden. Ein Strangpressversuch bestätigte die Qualität des ermittelten Regressionsmodells durch sehr gute Übereinstimmung von vorhergesagten und ermittelten Qualitätsmerkmalen des erzeugten Verbundstranges. Bei anschließenden Versuchen mit zunehmender Komplexität der Profilgeometrie konnten Flachprofile mit großen und kleinen Eckradien (Busbars) stranggepresst werden.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

 
 

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