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Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen
 
Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen Forschung
Aktuelle Projekte

Aktuelle Forschungsprojekte des Instituts für Umformtechnik und Umformmaschinen

Massivumformung

  • EIS-KW – Entwicklung eines adaptiven, energieeffizienten und selbstlernenden Kühl- und Wärmemanagementsystems für Gesenkschmiedewerkzeuge
    Im Rahmen des Projektes EIS-KW wird ein adaptives, energieeffizientes und selbstlernendes Kühl- und Wärmemanagement für Schmiedewerkzeuge entwickelt. Gesenkschmiedebetriebe erzeugen bei Prozesstemperaturen bis 1.250°C erhebliche direkte Emissionen. Kurze Standzeiten energieintensiv gefertigter Werkzeuge verursachen zusätzliche indirekte Emissionen und Kosten.
    Jahr: 2026
    Förderung: Europäischer Fond für Regionale Entwicklung (EFRE) der Europäischen Union und Land Nordrhein-Westfalen
  • Leistungssteigerung von Bauteilen aus gesinterten Aluminiumspänen
    In diesem DFG-Projekt wird ein ressourcenschonendes Recyclingverfahren für Aluminiumspäne durch Direktsintern, zur Vermeidung des energieintensiven Aufschmelzens von Aluminiumabfällen erforscht. Diese Prozessroute ermöglicht eine Leistungssteigerung von spanbasierten Bauteilen im Vergleich zu herkömmlichen Bauteilen. Ziel ist es, hybride Bauteile mit optimierten Eigenschaften und charakterisierbaren Verfestigungsmechanismen zu entwickeln.
    Jahr: 2025
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – Projektnummer 454199925
  • HochleistungsWerkstoffe der Zukunft – HoWZu
    Am IFUM hat mit dem 01.08.2024 das Projekt HochleistungsWerkstoffe der Zukunft – HoWZu begonnen. Das Vorhaben ist gefördert von der Europäischen Union mit dem Infrastrukturprogramm EFRE sowie durch das Land Niedersachsen.
    Leitung: Julius Peddinghaus, M. Sc.
    Jahr: 2024
    Förderung: Europäischer Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und Land Niedersachsen
  • Schmieden von α+ß-Titanlegierungen mit Stahlummantelung
    Die Herstellung von Bauteilen aus Titanlegierungen findet derzeit vor allem spanend statt. Dies führt jedoch zu relativ großen Materialverlusten. Eine alternative Herstellung liegt in dem Prozess des Gesenkschmiedens, wobei das geschmiedete Titan im Vergleich zum spanend hergestellten Werkstück belastbarer ist. Stand der Technik ist das Isothermschmieden, das unter Schutzgasatmosphäre stattfindet, um Reaktionen mit Gasen der Luftatmosphäre zu verhindern. Das Isothermschmieden ist deswegen anlagen- und prozesstechnisch schwierig umzusetzen. Der Einsatz einer Stahlhülle um die Titanlegierung soll das Gesenkschmieden ohne Schutzgasatmosphäre und Isothermschmieden bei geringem Zerspanungsanteil ermöglichen, um für eine breitere Anwendbarkeit zu sorgen.
    Jahr: 2023
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 461918196
  • Transparente KI-gestützte Prozessmodellierung im Gesenkschmieden
    Ziel des Projektes ist die Optimierung eines Gesenkschmiedeprozesses durch den Einsatz eines KI-Datenmodells für die Prozessmodellierung. Es adressiert die Herausforderung, komplexe Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Prozessparametern zu verstehen. Mittels automatisierter Datenerfassung, werden qualitativ hochwertige Daten gesammelt, um das KI-Modell zu trainieren, welches im Anschluss in der Lage sein wird Muster zu erkennen und Vorhersagen über Qualitätsmerkmale basierend auf Prozessparametern treffen zu können.
    Jahr: 2022
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – SPP2422
  • Neuartige Verfahrenskombination zur Herstellung von Bauteilen auf Titanaluminid-Basis unter sauerstofffreier Atmosphäre
    Titanaluminide (TiAl) zählen zu den sauerstoffaffinen Werkstoffen, deren Gefügeentwicklung und damit physikalische und technologische Eigenschaften stark vom Sauerstoffgehalt abhängen. Sie besitzen durch eine hohe Warmfestigkeit bei gleichzeitig sehr geringer Dichte ein hohes Anwendungspotenzial in der Automobil-, sowie der Luft- und der Raumfahrtindustrie. Jedoch sind TiAl bedingt durch ihre Sprödigkeit schwierig zu verarbeiten, sodass vorrangig die verfahrens- und anlagentechnisch aufwendigen Verfahren Isothermschmieden oder heiß-isostatisches Pressen (HIP) eingesetzt werden. Die konventionelle pulvermetallurgische Herstellung mittels Matrizenpressen und Sintern führte bisher aufgrund von Verunreinigungen zu unzureichenden Ergebnissen hinsichtlich der relativen Dichte, sowie der technologischen und physikalischen Eigenschaften
    Jahr: 2020
    Förderung: Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – SFB 1368 - Fördernummer 394563137
  • Ermittlung des Formänderungsvermögens und der resultierenden Bauteileigenschaften beim Fließpressen von seriell angeordneten Hybridhalbzeugen
    Das Teilprojekt B3 beschäftigt sich hierbei mit dem Fließpressen von reibgeschweißten Hybridhalbzeugen aus Stahl-Aluminium, Stahl-Nickelbasislegierung sowie Stahl-Stahl. Beim Reibschweißen werden unterschiedliche Geometrien der Stirnfläche verwendet, um zusätzlich zum Stoffschluss auch einen Kraft- und Formschluss zu erhalten. Beim Fließpressen erfolgt eine Variation der Fließpressverfahren. Hierbei soll zur Erhöhung der umformbedingten Beanspruchung eine Hohlwelle als Demonstrator dienen, die mittels verschiedener Fließpressprozesse gefertigt wird.
    Jahr: 2019
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – SFB 1153 – B3 – Fördernummer 252662854
  • Gesenkschmieden koaxial angeordneter Hybridhalbzeuge
    Im Rahmen des Teilprojekts B2 wird im SFB 1153 das Gesenkschmieden von gefügten Hybridhalbzeugen aus den Werkstoffkombinationen Stahl-Stahl, Aluminium-Stahl und Titan-Aluminium untersucht. Das übergeordnete Ziel ist die prozesssichere Herstellung von Hybridbauteilen durch die gezielte Kontrolle des Werkstoffflusses. Dabei steht die Entwicklung geeigneter Werkzeugkonzepte und Erwärmungsstrategien beim Gesenkschmieden im Vordergrund.
    Jahr: 2019
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – SFB 1153 – B2- Fördernummer 252662854

Materialcharakterisierung und Simulation

  • Entwicklung eines steuerbaren Glaukom-Drainage-Implantats mit antifibrotischen Eigenschaften - Glaukom-AF - TP LUH
    Das Ziel des Projekts besteht darin, ein steuerbares Glaukom-Implantat zu erforschen, das bekannte Probleme derzeitiger Glaukom-Implantate löst. Das Implantat wird derart gestaltet, dass es sich selbstständig öffnet, um den Abfluss der Kammerflüssigkeit zu ermöglichen und sich bei abfallendem Druck wieder schließt. Sollte fibrotisches Gewebe ein selbstständiges Öffnen verhindern, ermöglicht ein externer Aktuator eine gezielte, ärztlich initiierte Öffnung der Klappe.
    Jahr: 2025
    Förderung: Europäischer Fond für Regionale Entwicklung (EFRE) und Land Niedersachsen (SER) Projektnummer: ZW 7- 87036273
  • Modellierung des Sinterschmiedens unter Berücksichtigung der Unsicherheitspropagation
    Das Projekt entwickelt eine prozessübergreifende Modellierung der Prozesskette Pulverpressen-Sintern-Sinterschmieden zur Quantifizierung stochastischer Unsicherheiten und deren Propagation. Durch FE-Simulationen und trainierte Metamodelle werden Wechselwirkungen zwischen Teilprozessen analysiert und anhand experimenteller Daten validiert. Die Modelle ermöglichen eine inverse Optimierung zur Steigerung der Prozessrobustheit und Energieeffizienz bei der Herstellung komplexer Bauteile mit endkonturnahen präzisen mikrostrukturellen Eigenschaften.
    Jahr: 2025
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – 558606079
  • Charakterisierung und Modellierung von Medium Mn Stahl für die numerische Simulation von Warmblechumformprozessen
    Um die steigenden Anforderungen im Automobilbereich bzgl. Sicherheit, Reichweite und CO2-Emissionen zu erfüllen, müssen neue Leichtbauwerkstoffe entwickelt werden, die eine optimale Kombination aus Festigkeit und Dehnbarkeit aufweisen. Dieses Forschungsvorhaben befasst sich mit der Entwicklung einer Prozesskette für die Warmumformung von Blechbauteilen aus einem neuartigem Medium Mn Stahl. Dieser bietet im Vergleich zu den etablierten Warmumformstählen prozesstechnische Vorteile wie bspw. eine geringere Erwärmungstemperatur sowie eine geringere Abkühlrate. Neben der Ermittlung grundlegender Prozessparameter zur Erlangung optimaler Bauteileigenschaften liegt der Fokus auf der Charakterisierung und Modellierung des Fließ-, Versagens- und Umwandlungsverhaltens für die numerische Prozesssimulation.
    Jahr: 2024
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 505217238
    Laufzeit: 27 Monate
  • Experimentelle sowie numerische Modellierung und Analyse mikrostruktureller Eigenspannungen von warmmassivumgeformten Bauteilen mit gezielter Abkühlung
    Hochbelastete Bauteile z.B. in Antrieben werden wegen der resultierenden Festigkeit, Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit durch Warmumformverfahren hergestellt. Aktuell zielen Fertigungsprozesse auf eine Reduktion von Eigenspannungen ab, da diese zu einem frühzeitigen Bauteilversagen führen können. Forschungsarbeiten haben jedoch gezeigt, dass insbesondere Eigenspannungen mit negativem Vorzeichen die Bauteilperformance steigern können. In diesem Forschungsvorhaben sollen daher vorteilhafte Druckeigenspannungen während des gezielten Abkühlvorgangs aus der Schmiedewärme eingebracht werden. Optimale Prozessparameter werden mit FE-Simulationen bestimmt und die Ergebnisse experimentell anhand von Lebensdauerversuchen validiert.
    Jahr: 2024
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – Projektnummer 530125423
    Laufzeit: 30 Monate
  • Experimentelle und numerische Untersuchungen zur morphologischen Entwicklung von nicht-metallischen Einschlüssen in der Stahlmatrix während der Warmmassivumformung
    Die in manganhaltigen Stählen entstehenden Mangansulfide (MnS) wirken sich festigkeitsmindernd auf das Material aus. Insbesondere die Form der Sulfide spielt eine entscheidende Rolle, da abgeflachte MnS-Einschlüsse als innere Kerben wirken. Die resultierende Morphologie von Mangansulfiden ist von vielen umformtechnischen Faktoren abhängig und soll in diesem Projekt näher analysiert werden. Umfangreiche experimentelle Untersuchungen sowie detaillierte numerische Simulationen mithilfe von repräsentativen Volumenelementen ermöglichen ein tieferes Verständnis, um in Zukunft das Versagensverhalten von MnS-Einschlüssen besser bewerten zu können.
    Jahr: 2024
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – Projektnummer 461157061
  • Modellierung des Materialversagens von formgehärtetem Stahl für das Scherschneiden unter Berücksichtigung einer Vorschädigung im austenitischen Zustand
    Das Forschungsprojekt zielt darauf ab, das zweistufige Scherschneiden von 22MnB5 durch numerische Simulationen unter Berücksichtigung des Formänderungs- und Versagensverhaltens bei variierenden Temperaturen abzubilden. Besondere Beachtung findet die Vorschädigung im Austenitbereich und deren Einfluss auf das Versagen bei Raumtemperatur.
    Jahr: 2024
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft - Projektnummer: 511827546
  • 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.
    Jahr: 2023
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - 507245889
  • Bauteilvariation in der Herstellung von Hybridverbunden durch freikinematisches Umformen
    Der hybride Materialleichtbau ermöglicht neue Konstruktionsmöglichkeiten für Strukturbauteile. Mit dem freikinematischen Umformen wird die bestmögliche Kombination unterschiedlicher Materialien unter wirtschaftlichen Produktionsbedingungen erforscht. Ebenso wird die Beeinflussung der Bauteilgeometrie durch die Anpassung der Werkzeugbahn und die Erzeugung einer Werkzeuggeometrie für Bauteilvarianten methodisch gelöst.
    Jahr: 2023
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – Fördernummer 318620418
  • Substitution der konventionellen Gesenkschmierung durch Einsatz von selbstschmierenden Rohteilen im Sinterschmieden II
    In diesem Projekt wird der neuartige Ansatz untersucht, selbstschmierende pulvermetallurgische (PM) Halbzeuge als Ersatz für konventionelle Phosphatierungsverfahren einzusetzen. Ziel ist es, das kritische Gleichgewicht zwischen Porosität und Formbarkeit der PM-Bauteile zu optimieren. Der Vorwärtsfließpressprozess wird numerisch und experimentell untersucht, um die Wirksamkeit des neuartigen Ansatzes zu analysieren.
    Jahr: 2023
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – 264818458
  • Experimentell-numerische Methode zur Vorhersage der Schädigung und des Versagens von Fügezonen in Hybridhalbzeugen während der Umformung
    In der dritten Förderperiode des SFB1153 widmet sich das Teilprojekt C01 der Vorhersage von Bauteilversagen unter Einsatz von Methoden der künstlichen Intelligenz. Dazu werden verschiedene Modellarchitekturen mit numerisch generierten Daten trainiert, um versagensrelevante Größen innerhalb der Fügezone präzise zu prognostizieren.
    Jahr: 2023
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – SFB 1153 TP C1 - Fördernummer 252662854
  • Bestimmung des Wärmeübergangskoeffizienten für die numerische Auslegung von Verbundschmiedeprozessen
    Das Verbundschmieden artfremder Werkstoffe stellt hinsichtlich der unterschiedlichen Umformtemperaturen der Werkstoffe eine Herausforderung dar. Diese liegt darin, dass die vorliegenden Temperaturen an den Kontaktflächen der Halbzeuge maßgeblich das Umformergebnis und die Ausbildung intermetallischer Phasen beeinflussen. Deshalb wird im Rahmen dieses Projekts, die vorliegenden Temperaturen der Halbzeuge und der Werkzeuge durch Ermittlung des Wärmeübergangskoeffizienten identifiziert, um das Umformergebnis des Verbundschmiedeprozesses genauer numerisch vorhersagen zu können.
    Jahr: 2022
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - 496068488
    Laufzeit: 2 Jahre
  • Sonderforschungsbereich 1153 „Prozesskette zur Herstellung hybrider Hochleistungsbauteile durch Tailored Forming“
    Das Ziel der dritten Förderperiode im Teilprojekt A01 des SFB 1153 liegt in der Erhöhung der Prozesssicherheit und der Robustifizierung der Tailored-Forming-Prozesskette zur Herstellung hybrider Bauteile. Dazu werden die Forschungsschwerpunkte der Prozessentwicklung und der Modellierung, um den neuen Schwerpunkt der Prozessüberwachung erweitert.
    Jahr: 2019
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – SFB 1153 TP A1 - Fördernummer 252662854
  • Numerische Abbildung der Warmmassivumformung mit integrierter Wärmebehandlung unter Berücksichtigung des Einflusses veränderlicher Spannungszustände auf das umwandlungsplastische Dehnverhalten
    Die Herausforderung dieses Projektes besteht in der Weiterentwicklung eines numerischen Berechnungsmodells zur Vorhersage der Eigenspannungs- und Verzugsentwicklung, um die Prozesssimulation hinsichtlich der Umformung verzuganfälliger Massivbauteile zu optimieren. Dazu gehört die Implementierung eines Umwandlungsplastizitätsmodells auf Grundlage der Gefügeentwicklung, das eine Rückspannung berücksichtigt
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG-GEPRIS Fördernummer: 212963651

SFB Tailored Forming

  • Sonderforschungsbereich 1153 – Prozesskette zur Herstellung hybrider Hochleistungsbauteile durch Tailored Forming
    Das übergeordnete Ziel des Sonderforschungsbereichs 1153 „Tailored Forming“ ist es, die Potentiale für hybride Massivbauteile auf der Basis einer neuartigen Prozesskette zu erschließen. Im Gegensatz zu bestehenden Herstellungs- und Fertigungsprozessen von hybriden Massivbauteilen werden im SFB 1153 maßgeschneiderte hybride Halbzeuge verwendet, welche vor dem Formgebungsprozess gefügt werden.
    Jahr: 2019
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Fördernummer 252662854

Umformmaschinen

  • Einrichtassistenzsystem für Transferpressen auf KI-Basis
    Das IFUM und das IMR sind mit einem gemeinsamen Forschungsprojekt “Einrichtassistenzsystem für Transferpressen auf KI-Basis” am DFG-Schwerpunktprogramm SPP 2422 beteiligt. Die im Rahmen des Projektes zu beantwortende Forschungsfrage ist, ob Prozessdaten kombiniert mit domänenspezifischem Wissen derart aufbereitet und genutzt werden können, dass mit einer messdatengetriebenen Modellierung impliziter Prozesszusammenhänge unter Einsatz KI-basierter Methoden die Lücke zwischen bestehenden Modellierungsansätzen und der Realität geschlossen werden kann.
    Jahr: 2023
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – SPP2422 (Projektnummer 500936349)
  • Reduktion der Schallemission von Schneidpressen
    Das Scherschneiden von innovativen Werkstoffen hoher Festigkeit geht mit erhöhten Schalldruckpegeln einher. Der entstehende Lärm kann zu gesundheitlichen Schäden sowie zur Beeinträchtigung der Produktivität führen, weswegen eine Dauerlärmgrenze vorgeschrieben ist. Derzeitige Maßnahmen zur Lärmminderung wie Schallschutzkabinen oder Schnittschlagdämpfer sind in der Regel kosten- und wartungsintensiv und schränken den Betriebsbereich oder die Zugänglichkeit ein. Im Rahmen des Projektes wird daher eine alternative Methode zur Schallreduktion an Schneidpressen erforscht, bei welcher mittels einer aktiven Einflussnahme am Maschinengehäuse dessen Schwingungen gezielt entgegengewirkt wird. Hierzu wird ein geeignetes, auf Basis von Simulationen ausgelegtes und intelligent geregeltes Aktorsystem angestrebt.
    Jahr: 2021
    Förderung: Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken e.V. (VDW) Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) - Fördernummer 21753N
  • Linear angetriebene Hybridaktorik zur umformtechnischen Fertigung komplexer Bauteile
    In einer ersten Projektphase wurde Grundlagenwissen über den Einsatz eines aus Linearmotoren und Elektromagneten kombinierten Pressenhauptantriebs zur Herstellung kleiner Stanz-, Zieh- und Biegebauteile erarbeitet. Im Folgevorhaben werden die sich daraus ergebenen Herausforderungen und ungelösten Fragestellungen adressiert, welche insbesondere bei der Fertigung komplexer Bauteile mit hoher Qualität und Ausbringungsrate im Folgeverbund aufkommen.
    Jahr: 2021
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Fördernummer KR3718/3-1
  • PhoenixD - Simulation, Fabrikation und Anwendung optischer Systeme
    Die Entwicklung und Validierung einer alternativen Prägevorrichtung zur präzisen Übertragung von diffraktiven Strukturen, wie beispielsweise Hologramme oder optische Gitter. Neben einer hohen Positionierungsgenauigkeit, soll die Vorrichtung ebenfalls hoch Prägekräfte bereitstellen. Dies führt zu einer Erweiterung des Materialspektrums beim Präzisionsprägen von Strukturen im sub-Mikrometerbereich und folglich zur Erschließung neuer Anwendungsbereiche.
    Jahr: 2019
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - EXC 2122, Fördernummer 390833453

Letzte Änderung: 07.08.23 Druckversion

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