Methodenplanung für die Prozess- und Werkzeuggestaltung bei der Warmblechumformung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das übergeordnete Ziel dieses Teilprojekts war die Erforschung und Entwicklung einer Methodenplanung zur Prozessauslegung bei der Warmumformung, um eine Verfahrenserweiterung des Presshärtens hinsichtlich der umformtechnisch machbaren Grenzen zu ermöglichen. Dazu wurde in der ersten Förderperiode zunächst die FE-Modellierung der thermo-mechanischen Vorgänge beim Presshärten untersucht, um eine effektive Simulation zu ermöglichen. Die Verifizierung der FE-Simulationen erfolgte durch experimentelle Untersuchungen von Geometrien reduzierter Komplexität (Tiefziehen eines Napfes) bis zum Presshärten eines Demonstrators. Aufbauend auf diesen Arbeiten wurden in der zweiten Förderphase mithilfe experimenteller und numerischer Untersuchungen die Wirkzusammenhänge zwischen den einzelnen Prozessparametern und der Bauteilqualität untersucht und die gewonnenen Erkenntnisse in methodenplanerischen Richtlinien zusammengefasst. Im Einzelnen wurden dabei in fünf Arbeitspaketen die folgenden Arbeiten durchgeführt. Zunächst wurden einige Parameter, die aufgrund ihrer komplexen Abhängigkeiten nicht auf Basis physikalischer Betrachtungen analysiert werden konnten, mithilfe der statistischen Versuchsplanung analysiert. Da die optimale Auslegung des Presshärteprozesses auch eine Berücksichtigung der gesamten Prozesskette erfordert, wurde zudem das Demonstratorwerkzeug, das in der ersten Förderperiode entwickelt wurde, durch die Integration eines Schneidwerkzeugs erweitert. Die Auswirkungen verschiedener Prozessführungsstrategien auf die Formgenauigkeit und die mechanischen Eigenschaften der umgeformten Bauteile wurden durch experimentelle Analysen ermittelt. Anschließend wurden mithilfe numerischer Analysen die thermischen und umformtechnischen Parameter im Einzelnen analysiert. Auf Grundlage der Analyseergebnisse konnten schließlich methodenplanerische Richtlinien für die Auslegung von Presshärtprozessen erstellt werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Identification of Thermo-mechanical Interaction During Hot Stamping by Means of Design of Experiments for Numerical Process Design. Numisheet 2008, Interlaken, Schweiz, S. 575-579
Karbasian, H.; Klimmek, Ch.; Brosius, A.; Tekkaya, A.E.
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Numerical Process Design of Hot Stamping Processes Based on Verified Thermo-mechanical Characteristics. Materials Science and Technology (MS&T) 2008, Pittsburgh, Pennsylvania, USA, S. 1733-1743
Karbasian, H.; Brosius, A.; Tekkaya, A. E.; Lechler, J.; Merklein, M.
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Experimentelle und numerische Untersuchung der prozessabhängigen Eigenschaften pressgehärteter Bauteile. Tagungsband zum 4. Erlanger Workshop Warmblechumformung 2009, Erlangen, Deutschland, S. 17-31
Karbasian, H.; Brosius, A.; Tekkaya, A. E.
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Influence of process control on geometrical and mechanical properties of hot stamped parts. 2nd International Conference on Hot Sheet Metal Forming of High- Performance Steel, Luleå, Schweden, 2009, S. 157-165
Karbasian, H.; Brosius, A.; Tekkaya, A. E.
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A review on hot stamping. Journal of Materials Processing Technology 210-15, pp. 2103-2118, 2010
Karbasian, H.; Tekkaya, A.E.
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Einfluss der Prozessführung auf die Eigenschaften pressgehärteter Bauteile. 5. Erlanger Workshop Warmblechumformung 2010, am 8.12.2010 in Bamberg
Karbasian, H.; Trompeter, M.; Brosius, A.; Tekkaya, A.E.
