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Werkzeugintegrierte Temperaturmessung für das Presshärten

Laufzeit:2 Jahre
Förderung:AiF/FOSTA
Kontakt:huebnerifum.uni-hannover.de

Motivation:                          

Pressgehärtete Bauteile kommen in Strukturteilen der Fahrzeugkarosserie, wie z. B. A- und B-Säulen, Dachrahmenträgern oder Teilen der Bodengruppe, zum Einsatz. Gerade bei diesen sicherheitsrelevanten Bauteilen ist eine prozesssichere Fertigung, insbesondere bei der abschließenden gesteuerten Abkühlung zur Martensitumwandlung und der damit einhergehenden Festigungssteigerung des Bauteils, von höchster Bedeutung. Das messtechnisch Entscheidende hierbei ist, dass der neue Sensor im  Gegensatz zu kommerziellen taktilen Messfühlern keine thermischen Störeinflüsse am Messort hervorrufen soll und es somit zu keiner Beeinflussung der mechanischen  Bauteileigenschaften des Werkstoffs kommt. Somit sind die Überwachung des Bauteils im Fertigungsprozess und eine fehlerfreie Fertigung die Motivation dieses Projekts.

Zielsetzung:                        

Die Materialauswahl der Sensorkomponenten impliziert, dass der Wärmeleitkoeffizient des Sensors dem des Werkzeugs entspricht. Dies führt dazu, dass die mechanischen Eigenschaften des Bauteils durch den Sensor nicht negativ beein­flusst werden. Hierzu sind drei wesentliche Teilziele zu erreichen. Dieses ist zum einen die Entwicklung von einer Sensoroberfläche für den Einsatz im Presshärtepro­zess, welche den thermischen und mechanischen Belastungen dauerhaft standhält. Dies geschieht unter der Berücksichtigung des Wärmeleitkoeffizienten der verwendeten Materialien. Zum anderen der maßgenaue Einbau des Sensors hin­sichtlich der Höhenzustellung sowie drittens die Kontaktierung des Dünnschicht­sen­sors ohne eine Reduzierung der Werkzeuggüte. Diese drei Teilziele führen gemeinsam zu einer Optimierung der Temperaturmessung während des Herstellungsprozesses von pressgehärteten Bauteilen.

Abbildung 1: Herkömmliche Messsensoren im Presshärtwerkzeug

Abbildung 2: Auslegung des maximalen Luftspalts zwischen Werkstück und Sensoroberfläche

Übersicht