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Ermittlung des Formänderungsvermögens und der resultierenden Bauteileigenschaften beim Fließpressen von seriell angeordneten Hybridhalbzeugen

Laufzeit:4 Jahre
Förderung:DFG
Kontakt:massivumformungifum.uni-hannover.de

Motivation:

Im Normalfall basiert die Materialauswahl für hochbeanspruchte Bauteile auf den Materialanforderungen an dem am stärksten beanspruchten Bauteilbereich. Diese Vorgehensweise hat mehrere Konsequenzen, z.B. höhere Material- und Bearbeitungskosten sowie eingeschränkte Leichtbaukonzepte und damit einhergehende höhere CO2 Emissionen. Die hybride Bauweise von hochbeanspruchten Bauteilen ermöglicht das Aufbringen unterschiedlicher Lastprofile in einer effizienten und ökonomischen Bauweise. Deshalb soll die Prozesskette zur Herstellung hybrider Bauteile mit Hilfe modernen Fertigungsverfahren erprobt und optimiert werden.

Zielsetzung:

Die seriell angeordneten Hybridhalbzeuge werden primär unter dem Gesichtspunkt einer Umformung bei erhöhten Temperaturen untersucht. Das Umformverhalten der Fügezone wird durch die Geometrie des Fließpresswerkzeugs, die Geometrie des Hybridhalbzeugs, den Spannungszustand, die Werkzeuggrundtemperatur sowie die Umformtemperatur beeinflusst. Die Untersuchungen zum Fließpressen werden in einer vollautomatisierten Schmiedezelle mit einer 500 t Spindelpresse durchgeführt (Abbildung 1). Halbzeugseitig wird zunächst das werkstoffspezifische Fließverhalten analysiert und darauf aufbauend geeignete werkstoffspezifische Temperaturbereiche für die experimentellen Untersuchungen abgeleitet. Mittels induktiver Erwärmung können gezielt lokal unterschiedliche Temperaturen im Hybridhalbzeug erzeugt und somit eine definierte werkstoffspezifische Umformtemperatur eingestellt werden. Im Rahmen der thermo-mechanischen Prozessparametervariation werden die fließgepressten Bauteile einer Prüfung zur Bestimmung der mechanischen Eigenschaften unterzogen. Die unterschiedlich ausgeprägte Geometrie der Fügezone sowie die mikrostrukturelle Veränderung in der Fügezone werden metallographisch untersucht.

Abbildung 1: Vollautomatisierte Schmiedezelle zum Fließpressen der hybriden Halbzeuge

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