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Detektion von Rissen in der Warmblechumformung

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

Motivation:

Aufgrund steigender Anforderungen an immer leichtere Karosseriekomponenten in Kombination mit einer höheren Steifigkeit und Crashsicherheit werden in der Automobilindustrie vermehrt Stahlwerkstoffe mit hohen Festigkeiten bei gleichzeitig immer geringerer Blechdicke eingesetzt. Die Bauteile werden dabei an den Prozessgrenzen gefertigt, weshalb bereits bei kleinen Chargen- oder Temperaturschwankungen Bauteilfehler, in Form von Rissen und Einschnürungen, entstehen können. Bisher fehlt es an Prüftechniken, die es ermöglichen, diese sporadisch auftretenden Fehler frühzeitig im Formhärteprozess zu erkennen.

Ziel:

Das IFUM und das Fraunhofer-Institut für zerstörungsfreie Prüfverfahren (IZFP) werden im Rahmen dieses Forschungsvorhabens eine Prüftechnik entwickeln,  die eine automatische Erkennung von Reißern und Einschnürungen an Bauteilen gewährleistet. Somit können fehlerhafte Bauteile frühzeitig in der Wertschöpfungskette erkannt und ausgesondert werden, wodurch die Prozesssicherheit erheblich erhöht wird. Die im Forschungsvorhaben untersuchten Prüfverfahren sind: aktive und passive Thermografie, EMUS-Technik. Exemplarisch für dieses Projekt ist in Abbildung 1 eine Qualitätskontrolle mit Hilfe eines EMUS-Sensors dargestellt.

Abbildung 1: Messergebnisse eines IO- und NIO-Bauteils mit Hilfe der EMUS-Technik

In der Abbildung ist ein EMUS-Sensor sowohl auf einem Bauteil ohne Fehler als auch auf einem Bauteil mit Fehler zur Qualitätskontrolle platziert. Bei einem fehlerfreien Bauteil läuft die elektromagnetisch erzeugte Ultraschallwelle ungestört bis zur Bauteilkante und wird dort reflektiert. Im Gegensatz dazu kommt es bei einem fehlerbehafteten Bauteil zu einer vorzeitigen Reflektion am Defekt, wodurch im Signal ein sogenanntes Fehlerecho auftritt.

Darüber hinaus ist die Optimierung der Bestimmung der Temperaturverteilung des Bauteils durch den Einsatz von Thermografie im passiven Modus ein weiteres Ziel. Hierdurch sollen einerseits unterwünschte „hot spots“ im Bauteil identifiziert werden, in denen gegebenenfalls die kritische Abkühlgeschwindigkeit für die Martensitumwandlung nicht erreicht wurde. Andererseits werden mit passiver Thermografie auch gezielt eingestellte inhomogene Temperaturverteilungen untersucht.

Im Rahmen des Forschungsprojektes werden außerdem die Prozessschritte und –parameter des Formhärtevorgangs untersucht, die einen Einfluss auf die mögliche Entstehung und Entwicklung von Unregelmäßigkeiten im Bauteil haben können

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