Schneidstrategien zum wirtschaftlichen Zerteilen pressgehärteter Stahlbleche
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Presshärten ist eine Verfahrenskombination aus Warmblechumformung und Vergütung im Umformwerkzeug, um besonders höchstfeste Karosseriebauteile herzustellen. Die durch spezifische Wärmebehandlung während des Presshärteprozesses erzielbare hohe Festigkeit ermöglicht die Reduzierung der Blechdicke. Jedoch stellt die gewonnene hohe Bauteilfestigkeit ein neues Problem dar, nämlich hohe Werkzeuginstandhaltungskosten unter Verwendung vom mechanischen Schneiden pressgehärteter Bauteile, da bei konventionellen mechanischen Schneidkonzepten im Serienbetrieb die erhöhte Festigkeit einen erheblichen Werkzeugverschleiß verursacht. Die wesentliche Zielsetzung dieser Arbeit bestand in der Gewinnung der Erkenntnisse über das Schneiden pressgehärteter Bleche unter Verwendung vorhandener mechanischer Schneidprozesse sowie Erforschung neuartiger Schneidkonzepte, um die Problematik bezüglich des starken Werkzeugverschleißes zu beseitigen. Zu diesem Zweck wurden in diesem Forschungsvorhaben Möglichkeiten untersucht, die presshärtbaren Vergütungsstähle ohne hohe Werkzeuginstandhaltungskosten wirtschaftlicher zu zerteilen. Angestrebt wurde zuerst der Zerteilvorgang im gehärteten Zustand des Bleches, nämlich das Hartschneiden warmumgeformter und abgeschreckter Bleche. Hierbei wurden Erkenntnisse grundlagenwissenschaftlicher Forschung an das Schneiden von höchstfesten pressgehärteten Vergütungsstählen bearbeitet, indem die Einflüsse von verschiedenen Prozessparametern zum Hartschneiden herausgefunden wurden. Anschließend an das Schneiden der gehärteten Bleche wurde ein Verfahren entwickelt, bei dem während des Presshärteprozesses durch ein in das Warmumformwerkzeug integriertes Scherschneidmodul das Blech im halbwarmen Zustand mit niedriger Scherfestigkeit geschnitten wird. Dieses Verfahren wird als Halbwarmschneiden bezeichnet. Mit diesem entwickelten Verfahren wurde das Halbwarmschneiden presshärtbarer Vergütungsstähle im Anschluss der Warmumformvorgang bei unterschiedlichen Schneidtemperaturen durchgeführt. Betrachtet wurde in der Forschung die Schnittflächenqualität des Bauteils wie Schnittflächenausbildung, Härteverteilung, Maßhaltigkeit usw. Weiterhin wurde in der Werkzeugseite die Schneidkraft, der Schneidkantenverschleiß usw. untersucht. Im Rahmen dieser Arbeit werden die Ergebnisse sowohl mit Scherschneidversuche als auch mit FE Simulation dargestellt. Als wichtige Forschungspunkte werden die Grenzen aufgezeigt, bei denen ein Einsatz des Halbewarmschneidens sinnvoll ist. Letztendlich werden die Ergebnisse aus dem Hartschneiden und Halbwarmschneiden miteinander verglichen. Eine wesentliche Schlussfolgerung aus dem Forschungsergebnis dieser Arbeit stellt die Einsatzmöglichkeit des kombinierten Warmumform- und Halbwarmschneidverfahrens im Serienbetrieb für Presshärtetechnologie mit borlegierten Vergütungsstähle dar.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Design of Hot Stamping Tools and Blanking Strategies of Ultra High Strength Steels. In: EU-Korea Conference on Science and Technology, Springer, 2008, S. 315-325
So, H.; Hoffmann, H.
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Schneidstrategien zum wirtschaftlichen Zerteilen pressgehärteter Stahlbleche. In: Tagungsband zum 3. Erlanger Workshop, Warmblechumformung, Erlangen, Deutschland, 2008, S. 149-168
So, H.; Hoffmann, H.; Golle, R.
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Blanking of press hardened ultra high strength steel. In: 2nd International conference on Hot Sheet Metal Forming of High-Performance Steel (CHS2), Luleo, Sweden, 2009, S. 137 - 145
So, H.; Hoffmann, H.; Golle, R.
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Halbwarmschneiden der Vergütungsstähle. In: Tagungsband zum 4. Erlanger Workshop, Warmblechumformung, Erlangen, Deutschland, 2009, S. 185-204
So, H.; Hoffmann, H.; Golle, R.
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Schneiden presshärtbarer Stahlbleche. In: Tagungsband zum 5. Erlanger Workshop, Warmblechumformung, Erlangen, Deutschland, 2010, S. 73-102
So, H.; Hoffmann, H.; Golle, R.
