Eigenspannungskontrollierte inkrementelle Umformung hochfester Blechbauteile

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Thomas Lampke; Professor Dr.-Ing. A. Erman Tekkaya
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 531872765

Das Verfahren der inkrementellen Blechumformung (IBU) bietet die Möglichkeit, Bauteile in kleinen Losgrößen anforderungsgerecht und wirtschaftlich zu fertigen. Das Einsatzverhalten gefertigter Bauteile wird maßgeblich durch den vorherrschenden Eigenspannungszustand bestimmt. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Verbesserung des Einsatzverhaltens inkrementell umgeformter hochfester Bauteile durch die gezielte Einstellung des Eigenspannungszustands im industriellen Fertigungsprozess. Die Eigenspannungen werden durch die Prozessführung der inkrementellen Blechumformung lokal definiert in das Werkstück eingebracht, um die Bauteileigenschaften zu verbessern. Im Rahmen der ersten Förderperiode wurde gezeigt, dass die Prozessparameter der IBU die Umformmechanismen Biegung, Scherung und Membrananteil steuern und die Ausprägung und Verteilung der Eigenspannungen gezielt beeinflussen. Im Fokus der zweiten Förderperiode stand die Überprüfung der erzielbaren Eigenschaftsverbesserung umformtechnisch hergestellter Bauteile durch die Eigenspannungseinbringung. Dabei werden Prozesserweiterungen betrachtet, die eine Intensivierung oder Vorzeichenumkehrung der Eigenspannungen ermöglichen. In der dritten Projektphase stand die Vorhersagbarkeit der Eigenschaftsverbesserung für den Betrieb der Bauteile sowie die Eigenspannungsstabilität unter den spezifischen Einsatzbedingungen im Dauerbetrieb und korrosiver Umgebung im Fokus. In dem Transferprojekt mit der Faurecia Autositze GmbH werden die Erkenntnisse unter industriellen Anforderungen übertragen. Hierzu werden die bisher analysierten Werkstoffe für den industriellen Einsatz auf hochfeste Dualphasen-Stähle erweitert und anwendungsnahe Geometrien gewählt. Neben der Bauteilleistungsfähigkeit unter statischer und zyklischer Belastung steht die Geometriegenauigkeit der gefertigten Komponenten im Fokus. Zur Einbringung zusätzlicher, oberflächennaher Druckeigenspannungen und einer Reduzierung der Prozesskraft wird ein Konzept mit einer oszillierenden Werkzeugbewegung erprobt. Eine Senkung der Prozesszeit soll durch den gleichzeitigen Einsatz mehrerer Umformwerkzeuge ermöglicht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen (Transferprojekt)
• Anwendungspartner: Faurecia Autositze GmbH