Umformung additiv gefertigter Sandwichblechverbunde mit optimierten Kernstrukturen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. A. Erman Tekkaya; Professor Dr.-Ing. Gerd Witt
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 317137194

Sandwichverbunde ermöglichen eine optimale Ausnutzung der eingesetzten Werkstoffe bei hohen Festigkeiten und Steifigkeiten. Zusätzlich besteht die Möglichkeit bei einer hohen Leichtbaugüte Funktionen zu integrieren. Die kombinierte Prozessroute aus additiver Fertigung der Sandwichhalbzeuge im Pulverbett mit anschließender umformtechnischer Weiterverarbeitung zur Endgeometrie ermöglicht einen effizienten Einsatz beider Fertigungsverfahren unter Ausnutzung von Synergieeffekten zur Herstellung hochkomplexer Sandwichbauteile. Zur weiteren Steigerung der Produktivität sollen hybride Halbzeuge durch das Fügen von umformgerecht gestalteten Kerngeometrien mit gewalzten Deckblechen hergestellt werden. Erprobt werden stoff- und formschlüssige Fügemethoden. Besonderheit hierbei ist die Entwicklung eines Fügeverfahrens, welches das Fügen nach oder während der Umformung ermöglicht, um zwischen Deck- und Kernschicht auftretende Schubspannungen zu verringern oder gar zu vermeiden. Im Rahmen von experimentellen und numerischen Untersuchungen sind insbesondere für die Umformung geeignete Kerngeometrien zu entwickeln. Dazu sind hochduktile Werkstoffe notwendig sowie ein genaues Wissen über das elastisch-plastische Materialverhalten und die damit verbundene, verfahrensinhärente Anisotropie additiv gefertigter Bauteile. Zusätzlich werden auftretende Skaleneffekte aufgrund filigraner Geometriequerschnitte näher untersucht. Zur Erweiterung des Formänderungsvermögens additiv gefertigter Bauteile soll ein für die additive Fertigung neuartiger Hochmanganstahl (TWIP-Stahl) qualifiziert und charakterisiert werden. Dabei soll ein ex-situ Auflegieren des Pulvers zur Begünstigung des TWIP-Effektes erfolgen. Auftretende Anisotropien sollen über eine in-situ Wärmebehandlung und geeignete Prozessführung auf ein Minimum reduziert werden. Mit dem neu entwickelten Werkstoff und den neuartigen Fügemethoden werden großflächige Sandwichhalbzeuge mit integrierten Funktionen hergestellt und zu leichten und funktionalen Schalenförmigen Bauteilen umgeformt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Dr.-Ing. Soeren Gies; Dr.-Ing. Stefan Kleszczynski