Experimentelle Abbildung von nicht-linearen Dehnpfaden durch den Einsatz eines Feedback Controllers in Kombination mit einer konventionellen Blechprüfmaschine und einem passiven Kreuzzugwerkzeug

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Wolfram Volk
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 389864979

Die Vorhersage des zur Verfügung stehenden Formänderungsvermögens stellt eines der Hauptziele der Blechumformsimulation dar. Durch zunehmende Anforderungen an das Design, wie sie zum Beispiel im Fahrzeugbau auftreten, in Kombination mit steigendem Kostendruck werden die fertigungstechnischen Grenzen im Bereich der Blechumformung immer weiter ausgereizt. Einen kritischen Punkt stellt dabei jedoch die Bewertung von nicht-linearen Dehnpfaden dar. Hierfür wurden zwar mehrere Modelle und Ansätze vorgeschlagen, jedoch stellt deren experimentelle Validierung eine große Herausforderung dar. Nach aktuellem Stand der Technik sind für die Validierung nicht-linearer Dehnpfade i.d.R. mehrere Fertigungsschritte mit unterschiedlichen Werkzeugen und Pressen notwendig. Dies hat im Entwicklungsprozess einen erhöhten Aufwand zur Folge, welcher die notwendige Flexibilität im Allgemeinen in einem nicht vertretbaren Ausmaß einschränkt. Im Fokus des Forschungsvorhabens steht daher die teilautomatisierte, experimentelle Abbildung vorgegebener nicht-linearer Dehnpfade auf einer Blechumformprüfmaschine. Mit Hilfe einer breiten simulativen und experimentellen Datenbasis werden die Wirkzusammenhänge der Einflussgrößen, wie unter anderem die effektive Sickenhöhe und die Blechhalterkraft, auf das gewünschte Dehnungsverhältnis analysiert. Ein weiteres Ziel ist die Auslegung und Integration eines Feedback Controllers in einen für die Materialcharakterisierung repräsentativen Versuchsaufbau zur experimentellen Abbildung vorgegebener nicht-lineare Dehnpfade mit Hilfe eines passiven Kreuzzugwerkzeugs. Hierdurch wird eine wirtschaftliche Validierung simulativ ermittelter, nicht-linearer Dehnwege in einer Probe mit nur einem Werkzeug ermöglicht und so ein Beitrag zur Verbesserung der Vorhersage bzw. der Machbarkeit von Bauteilen geleistet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen