Lokale Wärmebehandlung beim Gleitziehbiegen zur anforderungsgerechten Herstellung von Profilbauteilen

Im Projekt wird das Gleitziehbiegen mit integrierter Wärmebehandlung zur Herstellung variabler Profilbauteile weiterentwickelt. Ziel ist es, belastungsoptimierte U-Profile mit variabler Querschnittsgeometrie und Nebenformelementen zu fertigen. Ein Verschleißmodell soll die Vorhersage der Werkzeugstandzeiten ermöglichen.

Nachdem die Ergebnisse der Untersuchungen im ersten Antragszeitraum die Umsetzbarkeit des Verfahrens Gleitziehbiegen mit integrierter Wärmebehandlung zur anforderungsgerechten Herstellung von partiell gehärteten Profilbauteilen aufgezeigt haben, soll im zweiten Antragszeitraum die Untersuchung des Prozesses hinsichtlich der Herstellung variabler Profilgeometrien im Vordergrund stehen. Durch die Einbringung der Nebenformelemente soll die Steifigkeit der Profile und damit ihr Einsatzspektrum erhöht werden. Durch die zusätzliche Möglichkeit zur Erzeugung von variablen Profilquerschnitten und einer partiellen Wärmebehandlung können Bauteile mit lokal an die jeweilige Belastung angepassten Eigenschaften hergestellt werden. Hierfür gilt es eine optimierte Geometrie des Platinenzuschnitts sowie der Werkzeugkinematik mit Hilfe der numerischen Simulation zu entwickeln und zu analysieren. Darauf aufbauend wird die Gleitziehbiegeanlage zur Herstellung komplexer Geometrien erweitert.

Für die spätere industrielle Umsetzung sind grundlegende Untersuchungen zu den tribologischen Kontaktbedingungen und zum Verschleißverhalten unablässig. Besonders beim Einsatz von Nebenformelementen in Warmumformprozessen ist von einem erhöhten Verschleiß auszugehen. Neben den technologisch wissenschaftlichen Herausforderungen sind vertiefte Kenntnisse bezüglich des Werkzeugverschleißes beim temperierten Gleitziehbiegen zu erarbeiten. Auf Basis der erzielten experimentellen Ergebnisse im ersten Antragszeitraum wird ein Werkzeugverschleißmodell für den Gleitziehbiegeprozess entwickelt. Dieses berücksichtigt die Abhängigkeit der prozessspezifischen Kontaktnormalspannung, der Relativgeschwindigkeiten und der temperaturabhängigen Werkzeugwerkstoffhärte und wird in ein FE-System implementiert. Die simulative Verschleißvorhersage wird abschließend validiert und zur Abschätzung der Werkzeugstandzeit genutzt.