Einsatz und Analyse des adiabatischen Scherschneidens

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. A. Erman Tekkaya; Professor Dr.-Ing. Martin Franz-Xaver Wagner
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 428780322

Das adiabatische Scherschneiden ist ein effizientes Verfahren zum Trennen von höchstfesten Blechwerkstoffen. Charakteristische Anschnittgeschwindigkeiten sind um einen Faktor 20 höher als beim konventionellen Scherschneiden. Aufgrund der kurzen Prozesszeit wird die entstehende Wärme während der Trennoperation nicht abgeleitet, so dass eine thermische Entfestigung durch lokale Temperaturen von mehr als 800°C einsetzt. Die entstehenden Schnittflächen weisen eine hohe Qualität bezüglich der Maßhaltigkeit, Gratlosigkeit und Rauheit auf und bieten so eine Alternative zum Laserbeschnitt von Blechwerkstoffen.Ein Hauptziel des Vorhabens ist die Ermittlung der Eigenschaften der entstehenden Scherfläche durch das adiabatische Scherschneiden. Hierfür wird erstmals die Kantenrissempfindlichkeit von adiabatisch getrennten Flächen untersucht. Zur Bewertung werden Lochaufweitungsversuche und modifizierte Zugproben verwendet. Es erfolgt eine Bewertung der Scherfläche bzgl. der Einsetzbarkeit als Funktionsfläche, indem die Neigung der entstehenden adiabatischen Schicht zur Korrosion und entstehende Härte untersucht werden.Durch gezieltes Umformen in einer sog. Plane-Strain-Vorrichtung werden definierte Vordeformationszustände eingestellt und dessen Auswirkung auf die Ausbildung des Scherbandes beim adiabatischen Trennen und die entstehende Mikrostruktur grundlegend experimentell ermittelt.Durch die gezielte Einstellung der Härte des Presshärtestahls 22MnB5 wird sowohl der Einfluss der Festigkeit als auch die des Gefügezustandes auf den adiabatischen Trennprozess analysiert. Zur Charakterisierung der Einflussgrößen werden u. a. die sich einstellende Mikrostruktur und die notwendige Trennenergie verwendet. Diese Untersuchungen liefern erste Hinweise auf die generelle Eignung zur Einsetzbarkeit nach einem vorausgegangenen Umformprozess.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Professor Dr.-Ing. Till Clausmeyer; Dr.-Ing. Philipp Frint; Dr.-Ing. Soeren Gies