Gezielte Beeinflussung des Stoffflusses beim Rohrziehen durch lokale Erwärmung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Johannes Buhl
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 556119258

Ziel ist es, den Stofffluss beim Rohrziehen durch definierte lokale Erwärmung zu steuern und somit die Exzentrizität als Prozess-Regelgröße zu vorzugeben. Dabei wird das Rohr an geeigneter Stelle lokal erwärmt, um die plastische Deformation gegenüber den unbeheizten Bereichen zu erleichtern, so dass in diesem Bereich ein verstärktes Fließen in Umfangsrichtung stattfindet und schließlich die vorhandene Verdickung - und damit die Exzentrizität - deutlicher reduziert - oder im Bedarfsfall auch erhöht - wird, als dies unter Standardbedingungen der Fall ist. Der besondere Anspruch in diesem Projekt besteht darin, die lokale Erwärmung über den gesteuerten Energieeintrag so einzustellen, dass es weder zu Unter- noch Überhitzungen bzw. sogar zu ungewünschten Gefügeänderungen – und damit zu lokalen Eigenschaftsänderungen - kommt. Das Prozessfenster beinhaltet den Energieeintrag, die Ziehgeschwindigkeit und die werkstoffspezifischen Eigenschaften. Zur Ermittlung der optimalen Parameterkombination sind für die jeweiligen Werkstoffe die Effekte der lokalen Erwärmung beim Ziehen auf die Rohrgeometrie, das sich einstellende Gefüge, die Entwicklung der Festigkeit, Streckgrenze, Duktilität, sowie Härte zu untersuchen. Mithilfe der FEM-Simulation soll das räumliche und zeitliche Temperaturprofil des Ziehprozesses unter Berücksichtigung des lokalen Energieeintrags vorausberechnet sowie die Kriterien für eine stabile und prozesssichere Auslegung ermittelt werden. Numerische Optimierungen erzielen Informationen zur Steuerung der Erwärmungszonen, der Erwärmungstiefen und der maximalen Temperatur (Temperatur-Zeit-Regime). Damit ist es möglich, für die Messgröße „Exzentrizität“ eine optimale Generatorleistung (Vorgabe von Induktorfrequenz und Strom) zu ermitteln, und in Form einer modellbasierten Regelung in die Rohziehanlage zu integrieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Großgeräte: Induktionsheizung
• Gerätegruppe: 8420 Spezielle Oefen (Induktions-, Lichtbogenheizung, Vakuumöfen)