Mechanismen beim Kugelstrahlformen von Sandwich- und Laminatmaterialien

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Gerhard Hirt
• Subject Area: Primary Shaping and Reshaping Technology, Additive Manufacturing
• Term: from 2007 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 43844033

Verbundbleche bieten für den Leichtbau unter anderem den Vorteil einer hohenBiegesteifigkeit bei geringem Flächengewicht. Die meist aus metallischen Deckblechen mitPolymerzwischenlage bestehenden Sandwichbleche sind daher insbesondere für die oft sehr großflächigen steifigkeitskritischen Zellenstrukturen von Bedeutung. Allerdings sind Sandwich- und Laminatbleche mit konventionellen Umformverfahren nur eingeschränkt verarbeitbar. Daher werden heute zur Realisierung komplexer Geometrien z. T. Laminiertechniken eingesetzt, bei denen die separat in Formen gelegten Einzelschichten zum Verbund zusammengefügt werden.Voruntersuchungen des IBF haben gezeigt, dass Kugelstrahlumformen grundsätzlich geeignetist, die bei Anwendungen der Luft- und Raumfahrt typischen leichten Krümmungen auch inVerbundblechen zu erzeugen. Allerdings beeinflusst der Schichtaufbau mitZwischenschichten aus verschiedenen Werkstoffen die Ausbildung der plastischen Zone unterjedem Kugeleindruck und führt somit zu anderen Verformungsmechanismen als beikonventionellen Blechen. Ein Ziel des Projekts ist es, diese Verformungscharakteristiken mitHilfe von Grundversuchen und begleitender Finite Elemente Methode-Simulationen (FEM)zu erklären und so Methoden sowohl zur Festlegung geeigneter Strahlstrategien als ggf. auchzur verfahrensgerechten Auslegung von Verbundblechen bereitzustellen. Darüber hinaussollen in systematischen Strahlversuchen die Verfahrensgrenzen für dasKugelstrahlumformen von ausgewählten Verbundblechen untersucht werden, um soinsgesamt die Basis für einen breiteren industriellen Einsatz dieser innovativenWerkstoffgruppe zu schaffen.

• DFG Programme: Research Grants