Reduktion anisotroper Werkstoffeigenschaften beim Strangpressen durch Einsatz additiv gefertigter Strangpressmatrizen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Noomane Ben Khalifa; Dr. Jan Bohlen
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 455039650

Das beantragte Forschungsvorhaben befasst sich mit der Entstehung und Beeinflussung des anisotropen mechanischen Verhaltens metallischer Profile durch das Strangpressen. Die Anisotropie beim Strangpressen ist für verschiedene Werkstoffe, insbesondere Aluminium und Magnesium immer feststellbar, kann sich jedoch legierungs- und geometriespezifisch in der Quantität unterscheiden. Es wird ein neuer Ansatz verfolgt, den Werkstofffluss im Strangpresswerkzeug derart zu steuern, dass die Anisotropie der mechanischen Eigenschaften gezielt und messbar beeinflusst und reduziert wird. Die Möglichkeit der Steuerung des Werkstoffflusses wird über eine neuartige Auslegung und Fertigung von Strangpresswerkzeugen unter Einbeziehung der Technologie der additiven Fertigung realisiert. So können Geometrien dargestellt werden, die über konventionelle Fertigungsverfahren nicht realisierbar sind.Über den gerichteten Werkstofffluss und die einhergehende Mikrostrukturentwicklung werden die mechanischen Eigenschaften der Werkstoffe gezielt beeinflusst. Auf kristallographischer Ebene entsteht durch die auf den Werkstoff wirkende Verformung eine ausgeprägte Textur, die das anisotrope mechanische Verhalten des Profils durch die Richtungsabhängigkeit aktivierter Verformungsmechanismen bewirkt. Die gezielte Anpassung des Werkstoffflusses im Werkzeug und die daraufhin entstehende Veränderung des Spannungs- und Dehnungszustandes im Umformprozess wird auf diese Weise beschreibbar und beherrschbar. Dies ermöglicht die Ausweisung von Gestaltungsrichtlinien für die erforderliche Mikrostrukturentwicklung zur gezielten Reduktion des anisotropen mechanischen Verhaltens der stranggepressten Profile.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen