Nutzung unterschiedlicher Fließspannungen beim Umformen inhomogen erwärmter Rohteile

Projekttitel Nutzung unterschiedlicher Fließspannungen beim Umformen inhomogen erwärmter Rohteile (Inhomogene Erwärmung)
Laufzeit 01.10.2018 – 30.09.2020
Pressemitteilung

Um Schmiedeprozessketten möglichst effizient zu gestalten, werden vor dem Fertigschmieden meist ein oder mehrere Vorformoperationen durchgeführt. Diese dienen dazu, eine sogenannte Massevorverteilung zu erzeugen. Bislang erfolgen Vorformoperationen häufig durch den Einsatz von materialintensiven oder teuren Verfahren, wie dem Gesenkschmieden oder Querkeilwalzen. Dieses Forschungsprojekt untersucht daher die Möglichkeit, mittels neuartiger Erwärmungsstrategien die Vorformoperationen zu optimieren.

In dem Forschungsprojekt sollen lokal angepasste Fließspannungen genutzt werden, um Schmiedeprozessketten künftig ressourcen- und energieeffizienter zu gestalten. Dies soll erreicht werden, indem die Rohteile mittels Induktion inhomogen erwärmt werden. Es werden also für unterschiedliche Bauteilbereiche unterschiedliche Temperaturen eingestellt. Die dadurch unterschiedlichen Fließspannungen sorgen im Schmiedeprozess für lokal unterschiedlich starke Umformungen. Dazu werden zunächst simulative und experimentelle Untersuchungen zur Einstellung der unterschiedlichen Temperaturfelder in einem Rohteil durchgeführt. Im nächsten Schritt werden am Beispiel eines Common-Rails die Einflüsse unterschiedlicher Prozessketten und Erwärmungsstrategien auf das fertige Schmiedestück untersucht und mit einer konventionellen Prozesskette mit homogener Erwärmung und Querkeilwalzen verglichen. Abschließend wird ein Modell entwickelt, mit dessen Hilfe die Effekte einer inhomogenen Erwärmung von Rohteilen auf das Gesenkschmieden bei einer Variation der Bauteilgeometrie bestimmt werden können.

Veröffentlichungen zum Projekt

Für die effiziente Herstellung komplexer Geometrien werden häufig mehrstufige Prozessketten eingesetzt. Diese bestehen aus einer homogenen Bauteilerwärmung, einer oder mehrerer Vorformstufen und dem Fertigschmieden. Mittels inhomogen erwärmter Rohteile sollen die Prozessketten vereinfacht oder verkürzt werden. Dies soll erreicht werden, indem mehrere, klar definierte Temperaturfelder eingestellt werden, in denen unterschiedliche Fließspannungen vorliegen. Diese können den Stofffluss beeinflussen und die Herstellung komplexer Formen erleichtern.

Inhomogene Erwärmung, Massivumformung, Vorformverfahren

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Förderer

Das Projekt mit dem Förderkennzeichen 391204362 wird mit Mitteln der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.

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