SFB 543:  Ultraschallbeeinflusstes Umformen metallischer Werkstoffe

• Fachliche Zuordnung: Maschinenbau und Produktionstechnik
• Förderung: Förderung von 1998 bis 2002
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5481966

Im Rahmen dieses Sonderforschungsbereichs wird sowohl experimentell als auch theoretisch die Ultraschallbeeinflussung von Umformvorgängenuntersucht. Hierbei werden einerseits die Reduktion der Umformkräfte als auch andererseits die Beeinflussung der Reibung zwischen Umformgut und Werkzeug untersucht. FEM-Prozeßsimulationen dienen dem Verständnis und der Optimierung der Prozesse.Neben der Entwicklung von Hochleistungsgeneratoren und Aktoren fürLeistungen bis 20 kW steht die Schwingungsenergieeinleitung in dieWirkfuge zwischen Umformgut und Werkzeug zur Beeinflussung der Reibung und über die Umformwerkzeuge in das Umformgut zur Beeinflussung der Umformung im Vordergrund. Hierbei ist es Zielsetzung, diedurch Fügestellen und Werkzeugaufnahmen bedingten Energieverluste zuminimieren. Zur Prozessregelung und Steuerung werden Messsystemeentwickelt, die einerseits den Genauigkeitsanforderungen entsprechen und andererseits den Einsatz in Umformanlagen mit schwingenden Werkzeugen durch einen robusten Aufbau gerecht werden.Darüber hinaus werden medizintechnische Untersuchungen durchgeführt, die den Einfluss des Ultraschalls auf den Menschen klären sollen und deren Ergebnisse in die Entwicklung von leistungsstarken Anlagen zur ultraschallbeeinflussten Umformung einfließen. Mithin sind in diesem Sonderforschungsbereich die Disziplinen Umformtechnik,Steuerungstechnik, Maschinenbau, Messtechnik, Schwingungstechnik undMechanik angesprochen.Durch interdisziplinäre Zusammenarbeit der Institute IBMT, IFU, ISW,IFW, ITO, ISD, IAM und der MPA werden im Rahmen vonGrundlagenuntersuchungen die hier angesprochenen Zielsetzungen theoretisch und experimentell verfolgt.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche

Abgeschlossene Projekte

• A1 - Experimentelle und theoretische Beschreibung des Verformungsverhaltens bei überlagerter Schwingungsbeanspruchung (Teilprojektleiter Schmauder, Siegfried ;  Siegert, Klaus )
• A2 - Theoretische und experimentelle Untersuchungen tribologischer Prozesse in der Grenzfläche Werkzeug-Werkstück unter Ultraschalleinfluss unter Berücksichtigung energetischer Gesichtspunkte (Teilprojektleiter Schmauder, Siegfried ;  Siegert, Klaus )
• A4 - Rechnerische Simulation zur Versuchskonzeption und Versuchsführung (Teilprojektleiter Kröplin, Bernd-Helmut )
• A5 - Formulierung und FE-Implementierung von Werkstoffgesetzen und Reibungsmodellen auch unter Berücksichtigung mikrostruktureller Aspekte (Teilprojektleiter Kröplin, Bernd-Helmut ;  Schmauder, Siegfried )
• B1 - Aktoren und Aktorsysteme für die schwingungsunterstützte Umformung als Komponenten für Maschinen und Umformwerkzeuge (Teilprojektleiter Wurst, Karl-Heinz )
• B2 - Optimierung des Energieflusses in der Übertragungskette Aktor - Umformzone (Teilprojektleiter Gaul, Lothar ;  Heisel, Uwe ;  Willner, Kai )
• B3 - Schwingungsgerechtes Gestalten von Umformwerkzeugen (Teilprojektleiter Siegert, Klaus )
• B4 - Maschinenkonzepte für ultraschallbeeinflußte Umformmaschinen unter besonderer Berücksichtigung des akustischen Maschinenverhaltens (Teilprojektleiter Heisel, Uwe )
• C1 - Konzeption und Entwicklung einer Steuerung und Prozeßregelung für schwingungsunterstützte Umformprozesse (Teilprojektleiter Pritschow, Günter )
• C2 - Erfassung der Parameter des Umformprozesses durch optische Sensoren (Teilprojektleiter Tiziani, Hans J. )
• C4 - Experimentelle Untersuchungen zum ultraschallbeeinflussten Draht- und Rohrzug, sowie zum Fließpressen und zum Tiefziehen und Rundkneten mit Demonstrations- Umformanlagen ("Demonstratoren") (Teilprojektleiter Siegert, Klaus )
• C5 - Biologische Verträglichkeit von Ultraschall (Teilprojektleiter Hagen, Rudolf ;  Nagel, Joachim H. )
• C6 - Entwicklung von Arbeitsschutzmaßnahmen für Produktionsanlagen zur Metall-Umformung mit energiereicher Ultraschalleinkopplung (Teilprojektleiter Heisel, Uwe )
• Z - Verwaltung des SFB (Teilprojektleiter Siegert, Klaus )

• Antragstellende Institution: Universität Stuttgart
• Sprecher: Professor Dr.-Ing. Klaus Siegert