Experimentelle und numerische Untersuchungen zur Entwicklung des Radial-Rotations-Profilierens

• Antragstellerin: Professorin Dr.-Ing. Birgit Awiszus
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung seit 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 334894279

Ziel des beantragten Forschungsprojektes ist die Entwicklung der Fertigungstechnologie RADIAL-ROTATIONS-PROFILIEREN (RRPF). Dessen grundsätzliche Machbarkeit und verfahrenscharakteristische Grundlagen wurden innerhalb der ersten Projektphase erarbeitet. Im Rahmen der zweiten Projektphase liegt der Fokus auf der Erweiterung der Verfahrensgrenzen durch die Verwendung von Tailored Blanks (TB). Dazu sind zwei Teilziele definiert: die Herstellung der Vorform mit gleichmäßiger Materialvorverteilung durch lokal unterschiedliche Materialeigenschaften der Ronde und die Herstellung von Bauteilen mit konstanter Blechdicke durch blechdickenangepasste Ronden. Die bisherigen Untersuchungen zeigen, dass eine gleichmäßige Faltenbildung während des Rotationschwenkbiegens zu gleichmäßig ausgeformten Profilen mit minimaler Blechausdünnung am finalen Bauteil führt. Dazu ist eine gezielte Steuerung der Faltenbildung beim Rotationsschwenkbiegen durch lokale Wärmebehandlung mittels Laser erforderlich. Die Erweiterung durch die Laserbearbeitung bietet den Vorteil, dass bezogen auf die Gesamtprozessdauer nur eine minimale Verlängerung der Prozesszeit erfolgt. Für die Erweiterung der Prozesskette werden im Rahmen des beantragten Forschungsprojekts die notwendigen materialspezifischen und umformtechnischen Zusammenhänge erarbeitet, um eine optimale Steuerung der Faltenbildung zu erzielen. Dadurch kann eine optimierte Vorform mit gleichmäßiger Materialverteilung in jedem Profil der Matrize durch Rotationsschwenkbiegen hergestellt werden, wodurch folglich ein gleichmäßig profiliertes Bauteil resultiert. Für das zweite Teilziel wird die Blechdickenverteilung am finalen Bauteil optimiert, indem die Entwicklung und Anwendung eines TBs mit variabler Blechdicke erfolgt. Dabei werden neben der Herstellung von Bauteilen mit konstanter Blechdicke auch Bauteile mit belastungsangepasster Blechdicke hinsichtlich der Torsionssteifigkeit betrachtet, sowie gewichtsoptimierte Bauteile. Im Rahmen der Untersuchungen werden die Einflüsse durch die Verwendung von TBs und die damit verbundene Änderung der geometrischen Steifigkeit in Kombination mit der lokalen Wärmebehandlung erforscht. Im Rahmen der Untersuchgen werden die Verfahrensgrenzen, Einflussparameter und Potentiale der Rondenmodifikation auf die gesamte Prozesskette durch numerische und experimentelle Untersuchungen identifiziert. Aus diesen erarbeiteten Erkenntnissen werden die Richtlinien zur Herstellung von profilierten Hohlkörpern mit optimierter Blechdicke in axialer- und tangentialer Richtung abgeleitet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen