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Sonderforschungsbereich 1153 „Prozesskette zur Herstellung hybrider Hochleistungsbauteile durch Tailored Forming“

Sonderforschungsbereich 1153 „Prozesskette zur Herstellung hybrider Hochleistungsbauteile durch Tailored Forming“

Email:  fem@ifum.uni-hannover.de
Year:  2019
Sponsors:  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 252662854
Lifespan:  4 Jahre
Remarks:  IFUM: Materialcharakterisierung, FEM-Simulation, Entwicklung von Subroutinen für IMP und Verbundfestigkeit IW: Entwicklung Verbundstrangpressprozess, Verbundstrangpressen

Das Ziel der zweiten Förderperiode liegt sowohl in der Erhöhung des Leichtbaupotentials stranggepresster konzentrischer Hybridhalbzeuge als auch in der Entwicklung neuer hybrider Halbzeuge mit erhöhter Komplexität und gleichzeitig hohem Verstärkungsanteil. Hierzu wird einerseits die Übertragbarkeit des entwickelten LACE-Prozesses auf weitere Materialkombinationen Aluminium-Titan evaluiert. Andererseits soll die Bandbreite der durch LACE herstellbaren Halbzeuge vergrößert werden, indem die gewonnenen Erkenntnisse über die Prozessführung und Werkzeugauslegung zur Fertigung eines asymmetrischen Demonstrators genutzt werden, der in Anlehnung an einen Querlenker aus dem Fahrwerksbereich ausgelegt wird. Eine besondere Herausforderung liegt hierbei in der Erzeugung eines durchgängigen, festen Verbundes sowie der Maßhaltigkeit aufgrund der erhöhten Verzugsanfälligkeit, die u. a. infolge der verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Aluminium und Stahl auftritt. Der Aluminiumfluss im Werkzeug muss reproduzierbar gesteuert werden, um das Matrixmaterial erfolgreich mit der Verstärkungskomponente aus Stahl zu verbinden. Eine umfassende numerische Auslegung des Prozesses, die bereits in der ersten Förderperiode erfolgreich für den LACE-Prozess zur Erzeugung konzentrischer Hybridhalbzeuge umgesetzt wurde, ist aufgrund des deutlich anspruchsvolleren Materialflusses für den asymmetrischen Demonstrator unabdingbar. Im Sinne der Tailored Forming-Prozesskette werden somit die Verfahrensgrenzen des Verbundstrangpressens einerseits auf die Herstellung asymmetrischer Hybridprofile aus Aluminium mit biegesteifen Verstärkungselementen aus Stahl sowie andererseits in Bezug auf die Erschließung eines größeren Leichtbaupotentials durch die Herstellung von konzentrischen Hohlprofilen aus Materialkombinationen wie Aluminium-Titan erweitert.