Ermittlung und Einstellung der Eigenschaften von Grenzschichten bei Aluminium-Werkstoffverbunden in der Verfahrenskombination Verbundgießen und Umformen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Noomane Ben Khalifa; Professor Dr.-Ing. Wolfram Volk
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 329779887

Aktuelle Leichtbauentwicklungen in der Industrie und Forschung beinhalten die Herstellung von hybriden Strukturbauteilen aus Aluminiumwerkstoffen. Durch die Kombination unterschiedlicher technologischer Werkstoffeigenschaften in einem einzigen Bauteil wird das Anwendungsspektrum von Leichtbauwerkstoffen erheblich erweitert. Für eine belastungsangepasste Auslegung der Hybridbauteile ist die Kenntnis über die Grenzschichteigenschaften im Werkstoffverbund entscheidend. Daher wird in zahlreichen Forschungsprojekten in der Ur- und Umformtechnik die Abhängigkeit der erzielbaren Grenzschichteigenschaften von den prozesstechnischen Gegebenheiten bei der Herstellung von Hybridbauteilen untersucht.Die Verwendung von bereits stoffschlüssig verbundenen Halbzeugen als Ausgangsmaterial für die Umformprozesse Strang- und Fließpressen besitzt Neuheitscharakter. In diesem Forschungsprojekt sollen daher die grundlegenden Zusammenhänge hinsichtlich der Änderung der Grenzschichteigenschaften infolge der Massivumformung von verbundgegossenen Rohlingen untersucht werden. Das Ziel des Forschungsprojektes ist die durchgängige Vorhersage und Einstellung der Verbundqualität von zwei Aluminiumlegierungen entlang der Prozessrouten Verbundgießen-Fließpressen und Verbundgießen-Strangpressen, wobei die gießtechnische Herstellung der Verbundrohlinge durch Sand- und Kokillengießen erfolgt.Im Forschungsprojekt sollen unter Variation der Prozessbedingungen Verbundrohlinge mittels diskontinuierlicher Gießversuche erzeugt und umformtechnisch weiterverarbeitet werden. Im Anschluss an jeden Prozessschritt werden sowohl metallografische als auch mechanische Prüfmethoden verwendet, um die Grenzschichteigenschaften zu analysieren. Die Ermittlung der Verbundfestigkeit ermöglicht eine durchgängige, quantitative Beschreibung der Beschaffenheit des Werkstoffverbundes, welche in Vorhersagemodellen zusammengefasst werden soll. Zudem lassen sich Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge durch den Abgleich mit den experimentellen Mess- und Simulationsdaten entlang der untersuchten Prozessrouten erfassen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen