Erweiterung der Formgebungsgrenzen beim isothermen Umformen von Gamma-Titan-Aluminiden auf der Basis iterativer Kennwertermittlung

• Antragsteller: Dr.-Ing. Frank-Jürgen Kleiner, seit 1/2007
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5400087

Leichtbaukonzepte mit Komponenten aus dem Bereich der Massivumformung erfordern neben einer entsprechenden Werkstückgestaltung in vielen Fällen den Einsatz von speziellen Leichtbauwerkstoffen wie z.B. Gamma-Titan-Aluminiden. Allerdings ist mit diesen Werkstoffen die Herstellung der oftmals komplexen Werkstückgeometrien nur über Sonderumformverfahren wie dem isothermen Schmieden möglich, bei dem - im Vergleich zum konventionellen Schmieden dieser Werkstoffe - eine günstigere Umformbarkeit durch zunehmend höhere Umformtemperaturen bei allerdings wesentlich niedrigeren Umformgeschwindigkeiten erreicht wird. Für die Auslegung solcher isothermer Umformprozesse und zur Erweiterung bestehender Verfahrensgrenzen ist der Einsatz der Finiten-Element-Methode (FEM) bzw. weiterführender analytischer Berechnungen erforderlich. Voraussetzung für den erfolgreichen Einsatz dieser Methoden zur Prozessanalyse und -Auslegung sind aber quantitative und qualitative Kenntnisse des Werkstoffverhaltens während des Umformprozesses. Im Mittelpunkt des Vorhabens stehen daher experimentelle und theoretisch-rechnerische Grundlagenuntersuchungen zur isothermen Umformung von Gamma-Titan-Aluminiden. Mittels spezieller FE-Simulationsrechnungen unter Adaption eines im Schwerpunktprogramm "Erweiterung der Formgebungsgrenzen" entwickelten Iterationsverfahrens sollen gesicherte Materialkennwerte und Reibparameter auf der Basis von Stauchversuchen unter Variation der (sehr niedrigen) Umformgeschwindigkeit experimentell-rechnerisch ermittelt werden. Dieses Kennfeld soll das Werkstoffverhalten bei den o.a. verfahrenstypischen Randbedingungen hinreichend genau abbilden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1074: Erweiterung der Formgebungsgrenzen bei Umformprozessen
• Großgeräte: Zylinderachse
• Gerätegruppe: 2070 Hilfsgeräte und Meßeinrichtungen für Werkzeugmaschinen
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Matthias Kleiner, bis 1/2007