Analyse eines neuen Verfahrens zum kontinuierlichen Strangpressen unter Anwendung der Ähnlichkeitstheorie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das kontinuierliche Strangpressen ist die Kombination aus direktem und indirektem Strangpressen mit einem stationären oder beweglichen Ventil. Dabei wird der Werkstoff von dem ersten Rezipienten mit einem direkten Stempel durch das Ventil in einen zweiten Rezipienten gepresst. Aus dem zweiten Rezipienten kann der Werkstoff mit einem Hohlstempel mit Presswerkzeug indirekte gepresst werden. Das Ventil lässt den Stofffluss nur in Pressrichtung zu, wodurch der Werkstoff aus dem zweiten Rezipient indirekt zum profilgepresst werden kann, während der nächste Pressblock in dem ersten Rezipienten eingelegt wird. Dabei kann die Austrittsgeschwindigkeit über den gesamten Zyklus konstant gehalten werden und der übliche Stillstand beim Block-auf-Block pressen wird vermieden. Da derzeitig keine Anlage zum kontinuierlichen Strangpressen existiert, wurde das Verfahren mit physikalischen Modellversuchen, Ersatzversuchen mit Aluminium und numerisch untersucht. Mit Ersatzversuchen mit Aluminium konnte die Funktionalität des stationären Ventils nachgewiesen werden. Da in dem Ersatzversuch Stempel und Hohlstempel nicht unabhängig voneinander bewegt werden können, wurde ein Modell einer kontinuierlichen Strangpresse mit Plastilin als Modellwerkstoff entwickelt, bei dem Stempel und Hohlstempel unabhängig voneinander bewegt werden können. Mithilfe der Modellversuche und numerischer Prozessvorhersage können für das kontinuierliche Strangpressen mit beweglichem und stationärem Ventil Prozessfester aufgestellt werden. Selbst für schwer pressbare Legierungen (hier EN AW-7075) kann mit beiden Varianten ein kontinuierlicher Profilaustritt ermöglicht werden ohne die Solidustemperatur zu erreichen oder die zulässige Stempellast zu überschreiten. Mit numerischen und analytischen Methoden konnte gezeigt werden, dass die Verschweißung der Querpressnaht deutlich verbessert werden kann.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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14th International Conference on the Technology of Plasticity, 25.09.2023, Comparison of Stationary and Movable Valves for Continuous Hot Extrusion
J. Gebhard
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72nd CIRP General Assembly, 23.08.2023, Comparison of Stationary and Movable Valves for Continuous Hot Extrusion
J. Gebhard
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Aluminium Praxis 12/2023 (4. Dezember 2023): Innovationen im Bereich Strangpressen
Gebhard, J.; Kotzyba, P.; Tekkaya & A. Erman
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Comparison of Stationary and Movable Valves for Continuous Hot Extrusion. Lecture Notes in Mechanical Engineering, 450-458. Springer Nature Switzerland.
Gebhard, Johannes; Schulze, André & Tekkaya, A. Erman
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Continuous hot extrusion with a stationary valve. CIRP Annals, 72(1), 237-240.
Gebhard, Johannes; Schulze, André; Clausmeyer, Till & Tekkaya, A. Erman
