Wirkmedienumformung von tiefgezogenen Vorformen ausgehend von Platinen mit lokal unterschiedlichen Fließeigenschaften
Final Report Abstract
Die Verfahrenskombination aus Tiefziehen und Innenhochdruck-Umformen ermöglicht eine Kombination der Vorteile beider Verfahren. Zum einen werden die hohen Taktzeiten des Innenhochdruckumformens durch das Tiefziehen der Vorform stark reduziert, zum anderen sind Hinterschneidungen durch das Innenhochdruck-Umformen realisierbar, welche beim Tiefziehen nicht möglich sind. Des Weiteren ergibt sich die Möglichkeit, durch den Innendruck beim Gegenstülpen auf einen Gegenhalter zu verzichten, wodurch Werkzeugkomponenten oder Prozessschritte eingespart werden können. Die mit dem Verfahren gegebenen Möglichkeiten zum Herstellen komplexer Bauteile ermöglichen zudem im Sinne einer Integralbauweise die Einsparung von Gewicht im Rahmen des Leichtbaus sowie das Einsparen von Fügeoperationen und daraus resultierenden Nachbearbeitungssschritten. Für die Auslegung solcher komplexen Bauteile und Verfahrenskombinationen ist der Einsatz der numerischen Simulation zur Absicherung der Machbarkeit und für die Bestimmung der Prozessparameter unumgänglich. Hierbei werden aufgrund der im Prozess auftretenden nichtlinearen Dehnungspfade besondere Anforderungen an das in der numerischen Simulation in Form einer Grenzformänderungskurve hinterlegte Versagenskriterium gestellt. Das Bestimmen der Grenzformänderungskurve für nichtlineare Dehnungspfade ist jedoch mit Hilfe von Nakajima-Napfzugversuchen, Zugversuchen an umgeformten Vorformen sowie der Software Crach/Lab möglich. Die numerische Simulation des Umformprozesses zeigt eine gute Vorhersagegenauigkeit für die Dehnungsverteilungen, die Geometrie und das Eintreten von Versagen, basierend auf der Grenzformänderungkurve für nichtlineare Dehnungspfade. Dem erhöhten Aufwand für die Ermittlung der Grenzformänderungskurve für nichtlineare Dehnungspfade sowie der numerischen Simulation stehen die Vorteile der Einsparung von Werkstoff, und somit Bauteilgewicht, von Werkzeugkosten sowie von Prozessschritten gegenüber.
Publications
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