Optimierung des Gratbahndesigns durch Analyse des geometrischen Endwiderstands

Die Herstellung von Gesenkschmiedeteilen erfordert eine aufwendige Prozessauslegung. Aufgrund zahlreicher sich gegenseitig beeinflussender Parameter erfolgt diese meist in einem iterativen, FEM-gestützten Prozess. Dieser ist zeit- und ressourcenintensiv und erfordert umfangreiches Expertenwissen, was insbesondere kleine und mittlere Unternehmen (KMU) vor große Herausforderungen stellt. Gleichzeitig hat die Prozessauslegung einen wesentlichen Einfluss auf Produktionskosten, Material- und Energieverbrauch sowie die Werkzeuglebensdauer. 
 
Die Gratbahn bietet dabei ein erhebliches Potenzial zur Optimierung des Schmiedeprozesses. Da das Gratvolumen je nach Bauteilgeometrie zwischen 5 und 200 Prozent des Bauteilvolumens liegen kann, sind durch eine optimierte Auslegung erhebliche Material- und Kosteneinsparungen möglich. Obwohl ihr Einfluss auf den Umformprozess grundsätzlich bekannt ist, konzentrieren sich bisherige wissenschaftliche Arbeiten überwiegend auf einzelne Gratbahnformen. Das Zusammenspiel lokal variierender Gratbahngeometrien wurde bislang kaum untersucht. 
  
Im Forschungsprojekt OGAGE wird daher untersucht, wie der geometrische Endwiderstand zur systematischen Auslegung einer optimalen Gratbahn genutzt werden kann. Ziel ist die Entwicklung einer Methode, die auf Basis von Bauteil- und Halbzeuggeometrie einen ersten Gratbahnentwurf generiert. Dadurch kann der iterative Auslegungsprozess unterstützt und der Materialfluss gezielt gesteuert werden, sodass Materialeinsatz, Energiebedarf und Werkzeugbelastung reduziert werden können.