Formgebung großflächiger metallischer Oberflächen mit Ribletstrukturen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Gerhard Hirt
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 202175528

Die Schwerpunkte der ersten Förderperiode waren die Ermittlung der Verfahrensgrenzen und der Einflüsse von Prozessgrößen auf die Konturgenauigkeit beim Walzen von Riblets sowie die Untersuchung des Struktur- und Umformverhaltens von Ribletblechen: Die relevanten Verfahrensgrenzen sind für dünne und breite Folien die Blechplanheit und aus technologisch wirtschaftlicher Sicht die Lebensdauer der mit Draht strukturierten Walze. Die Einflüsse auf die Konturgenauigkeit können mit elementaren Beziehungen über die auf die Fließspannung bezogene mittlere Normalspannung kw/kfm zumindest qualitativ abgebildet werden. Der Einfluss der Riblets auf das anisotrope Verhalten bei weiterer Umformung ist für die bislang vorrangig untersuchten kleinen (s = 100 µm) Riblets in "dicken" (h0 = 1,0 - 1,6 mm) Blechen gering und auf die richtungsabhängigen Unterschiede des tatsächlich belasteten Querschnitts zurückzuführen. Die Herstellung einachsig gekrümmter Ribletbleche gelang ohne eine Beschädigung der Ribletstruktur.U.a. im Hinblick auf die Nutzung bei aktiver Widerstandsreduktion sollen die Untersuchungen in der beantragten zweiten Förderperiode auf "dünnere" Folien ausgedehnt werden, d.h. auf Verhältnisse s/h0 > 1 und h0 < 0,5 mm. Es ist davon auszugehen, dass dann sowohl das Umformverhalten als auch das Anregungsverhalten von der Ribletorientierung abhängig sein werden. Außerdem zeigen die schon durchgeführten Voruntersuchungen in diesem Bereich ein leicht verändertes Formfüllverhalten und erhebliche Planheitsprobleme. Mit Blick auf allgemeine technische Problemstellungen soll eine Erweiterung des Ribletwalzprozesses auf Verbundwerkstoffe (GLARE) erfolgen und die Umformung auf zweiachsig gekrümmte Bauteile ausgedehnt werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 1779: Aktive Widerstandsreduktion durch wellenförmige Oberflächenoszillation
• Beteiligte Person: Professor Dr.-Ing. Markus Bambach