Entwicklung einer Methodik zur Herstellung von Tailored Blanks mit definierten Halbzeugeigenschaften durch einen Taumelprozess

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Language
de
Document Type
Doctoral Thesis
Issue Date
2019-03-22
Issue Year
2019
Authors
Hildenbrand, Philipp
Editor
Franke, Jörg
Hanenkamp, Nico
Merklein, Marion
Schmidt, Michael
Wartzack, Sandro
Publisher
FAU University Press
ISBN
978-3-96147-175-1
Abstract

Sustainable production by a defined usage and thus saving of materials along the product development process is one central aspect to reduce emissions and contribute to climate protection. Improving the material efficiency can be realized by the application of process adapted semi-finished parts, so called tailored blanks which can for example be manufac-tured an orbital forming process. In this context, the central objective of this work is the fundamental scientific investigation of an orbital forming process for manufacturing tailored blanks with defined part properties out of steel materials with different strength. To achieve the set objective, the fundamental causeeffect relationships as well as the influence on the resulting part properties will be identified on the basis of the main process parameters. Based on these results, process limits will be identified and a methodology will be derived which enables a defined adjustment of the part properties. This methodology will be validated by additional experiments in order to verify made statements regarding the generalization of the findings. Overall, this leads to a broad and deeper process understanding regarding the influence of different process parameters on the properties of orbital formed tailored blanks out of various steels. This enables the realization of defined properties specifically adapted for their field of application and in the end an improved material efficiency and saving of resources.

Abstract

Nachhaltige Produktion durch eine gezielte Ausnutzung und damit letztlich Einsparung von Materialien über den Produktentstehungsprozess ist ein zentraler Aspekt, um den Ausstoß von Emissionen zu verringern und einen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten. Eine Verbesserung der Materialeffizienz kann etwa durch den Einsatz von prozessangepassten Blechhalbzeugen, sogenannten Tailored Blanks realisiert werden, welche beispielsweise durch das Taumelverfahren hergestellt werden können. Die vorliegende Arbeit hat in diesem Zusammenhang die übergeordnete Zielstellung der grundlagenwissenschaftlichen Analyse eines Taumelprozesses zur Herstellung von Tailored Blanks mit definierten Halbzeugeigenschaften aus Stahlwerkstoffen unterschiedlicher Festigkeiten. Hierzu werden anhand wesentlicher Prozessparameter grundlegende Wirkzusammenhänge identifiziert sowie der Einfluss auf die resultierenden Halbzeugeigenschaften dargelegt. Darauf aufbauend werden Prozessgrenzen identifiziert und eine Methodik zum gezielten Einstellen der Halbzeugeigenschaften abgeleitet. Diese Methodik wird durch weiterführende Untersuchungen validiert, um Aussagen hinsichtlich der Übertragbarkeit der Erkenntnisse sicherstellen zu können. Dies ermöglicht final ein umfangreiches Prozessverständnis hinsichtlich des Einflusses unterschiedlicher Prozessparameter auf die Eigenschaften von taumeltechnisch hergestellten Tailored Blanks aus unterschiedlichen Stahlwerkstoffen. Hierdurch können gezielt die Eigenschaften auf den jeweiligen Einsatzzweck eingestellt und damit eine verbesserte Materialeffizienz und Einsparung von Ressourcen ermöglicht werden.

Series
FAU Studien aus dem Maschinenbau
Series Nr.
318
Citation
Notes
Parallel erschienen als Druckausgabe bei FAU University Press, ISBN: 978-3-96147-174-4
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