Inkrementelle Hochgeschwindigkeitsumformverfahren

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Werner Homberg; Dr.-Ing. Verena Psyk
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 425908346

Die wirtschaftliche Fertigung komplexer Blechbauteile mit hoher Variantenvielfalt in kleinen Stückzahlen ist mit konventionellen Umformverfahren wie z.B. mehrstufigen Tiefziehprozessen kaum möglich, da die Werkzeuge bei diesen Verfahren eng an die jeweilige Bauteilgeometrie gebunden sind. Bereits geringe Geometrieänderungen bedingen kostenintensive Nacharbeit oder Neuanfertigung von Werkzeugsätzen. Deshalb besteht das übergeordnete Ziel des geplanten Projektes in der Entwicklung innovativer flexibler Fertigungsprozesse mit der zugehörigen Werkzeugtechnik für dieses Anwendungsspektrum. Konkret sollen die stoßstrombasierten Hochgeschwindigkeitsumformverfahren EMU und EHU um einen inkrementellen Ansatz zur elektromagnetischen inkrementellen Umformung EMIF bzw. zur elektrohydraulischen inkrementellen Umformung (EHIF) erweitert werden. Dadurch ergänzen sich die bekannten verfahrensspezifischen Vorteile der Hochgeschwindigkeitsumformung und die Vorzüge der inkrementellen Umformung komplementär. So können auch die Anforderungen einer flexiblen Fertigung komplexer Blechbauteile in Kleinserien mit hohen Ansprüchen an die Form- und Maßgenauigkeit erfüllt werden.Um dieses Ziel zu erreichen, sollen sich gegenseitig ergänzende numerische und experimentelle Analysen der inkrementellen Hochgeschwindigkeitsumformverfahren für ausgewählte Werkstoffe durchgeführt werden. Der Schwerpunkt wird dabei auf die Untersuchung von Aluminium am Bei-spiel der Legierungen EN AW 6016 und EN AW 1050 gelegt. Die Übertragbarkeit auf andere Werkstoffe wird durch eine exemplarische Untersuchung von Kupfer (Cu-DHP) und Edelstahl/Stahl (DC04/1.4301) überprüft. Die geplanten Analysen dienen der Identifizierung und Quantifizierung der Zusammenhänge zwischen maschinen-, werkzeug-, prozess- und werkstückseitigen Parametern einerseits und der erreichbaren Bauteilqualität hinsichtlich Geometrie und Geometriegenauigkeit sowie Oberflächenqualität bzw. Verfestigung des Werkstoffs andererseits. Ziel der numerischen Untersuchungen ist zunächst speziell die Auslegung von Werkzeugen für die experimentellen Untersuchungen und im weiteren Projektverlauf die Bestimmung messtechnisch nicht oder nur schwer erfassbarer Prozessparameter. Die experimentellen Untersuchungen dienen insbesondere der Validierung der Simulation und der Untersuchung von Aspekten, die den Modellierungsaufwand in der Simulation und/oder die numerischen Kosten unverhältnismäßig stark erhöhen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen