Verschleißvorhersage und Charakterisierung belastungsangepasster Profile mit Nebenformelementen beim Gleitziehbiegen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Bernd-Arno Behrens; Dr.-Ing. Johanna Uhe
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 507245889

Nachdem die Ergebnisse der Untersuchungen im ersten Antragszeitraum die Umsetzbarkeit des Verfahrens Gleitziehbiegen mit integrierter Wärmebehandlung zur anforderungsgerechten Herstellung von Profilbauteilen aufgezeigt haben, soll nun im zweiten Antragszeitraum die Untersuchung des Prozesses hinsichtlich der Herstellung variabler Profilquerschnittsgeometrien mit Nebenformelementen im Vordergrund stehen. Durch die Einbringung der Nebenformelemente soll die Steifigkeit der Profile und damit ihr Einsatzspektrum erhöht werden. Durch die zusätzlich Möglichkeit zur Erzeugung von variablen Profilquerschnitten und einer partiellen Wärmebehandlung können Bauteile mit lokal an die jeweilige Belastung angepassten Eigenschaften hergestellt werden. Hierfür gilt es eine optimierte Geometrie des Platinenzuschnitts mit Hilfe der numerischen Simulation zu entwickeln und zu analysieren. Die Erweiterung der Gleitziehbiegeanlage zur Gestaltung komplexer Geometrien ist ebenfalls im zweiten Antragszeitraum geplant.Für die spätere industrielle Umsetzung sind grundlegende Untersuchungen zu den tribologischen Kontaktbedingungen und zum Verschleißverhalten unablässig. Besonders beim Einsatz von Nebenformelementen in Warmumformprozessen ist von einem erhöhten Verschleiß auszugehen. Neben den technologisch wissenschaftlichen Herausforderungen sind vertiefte Kenntnisse bezüglich des Werkzeugverschleißes beim temperierten Gleitziehbiegen zu erarbeiten. Auf Basis der erzielten experimentellen Ergebnisse im ersten Antragszeitraum ist ein Werkzeugverschleißmodell für den Gleitziehbiegeprozess zu entwickeln. Dieses ist in Abhängigkeit der prozessspezifischen Kontaktnormalspannung, der Relativgeschwindigkeiten und der temperaturabhängigen Werkzeugwerkstoffhärte zu setzen und in ein FE-System zu implementieren. Die simulative Verschleißvorhersage soll abschließend validiert und dazu genutzt werden die Standzeit der Werkzeuge abzuschätzen

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen