Blechmassivumformung von Funktionsbauteilen aus Bandmaterial

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20135_Henneberg_Diss_MB_405.pdf (6.89 MB)
Diss. Reihe Maschinenbau, Band 405

Language
de
Document Type
Doctoral Thesis
Issue Date
2022-09-15
Issue Year
2022
Authors
Henneberg, Johannes
Editor
Franke, Jörg
Hanenkamp, Nico
Hausotte, Tino
Merklein, Marion
Müller, Sebastian
Schmidt, Michael
Wartzack, Sandro
Publisher
FAU University Press
ISBN
978-3-96147-580-3
Abstract

Sheet-bulk metal forming as an application of bulk forming processes to sheet metal combines the advantages of sheet and bulk metal forming. Thin-walled and thus lightweight components with integrated functional elements, such as gears or pins, are formed from flat semi-finished products by means of a three-dimensional material flow. This meets the goal of lightweight construction and realizes systems with sustainable application behavior. In order to further increase the efficiency of sheet-bulk metal forming, the production of functional components from coil is being researched as part of the work. Forming from coil increases the output quantity compared to manufacturing with pre-cut blanks. The objective of this work is to develop a basic process understanding for the forming of functional components from coil. In this context, the coil-specific challenges and their causes with regard to the material flow and the tool loads are identified. Based on this, workpiece-, process- and tool-sided measures for material flow control are researched in order to extend the process limits. In the case of wear-critical measures, their application behavior is investigated in tool life tests and the suitability of the measures for the production of a high number of components is demonstrated. Finally, the results of the work are used to derive application-related recommendations for the sheet-bulk metal forming of functional components made from coil.

Abstract

Die Blechmassivumformung als Anwendung von Massivumformverfahren auf Blech vereint die Vorteile der Blech- und Massivumformung. Aus flächigen Halbzeugen werden dünnwandige und folglich leichte Bauteile mit integrierten Funktionselementen, wie Verzahnungen oder Zapfen, durch einen dreidimensionalen Stofffluss ausgeformt. Hierdurch werden dem Ziel des Leichtbaus entsprochen und Systeme mit nachhaltigem Einsatzverhalten realisiert. Um die Effizienz der Blechmassivumformung weiter zu steigern, wird im Rahmen der Arbeit das Fertigen von Funktionsbauteilen aus Bandmaterial erforscht. Durch die Umformung vom Band wird die Ausbringungsmenge im Vergleich zu einer Fertigung aus vorbeschnittenen Ronden gesteigert. Zielsetzung der Arbeit ist es, ein grundlegendes Prozessverständnis für die Blechmassivumformung von Funktionsbauteilen aus Bandmaterial zu erarbeiten. Hierbei werden die bandspezifischen Herausforderungen und deren Ursachen bezüglich des Werkstoffflusses und den Werkzeugbeanspruchungen identifiziert. Aufbauend hierauf werden zur Erweiterung der Prozessgrenzen werkstück-, prozess- sowie werkzeugseitige Maßnahmen zur Stoffflusssteuerung bei der Umformung von Bandmaterial erforscht. Bei verschleißkritischen Maßnahmen wird deren Einsatzverhalten in Standmengenversuchen analysiert und die Eignung der Maßnahmen für die Fertigung einer hohen Stückzahl an Bauteilen nachgewiesen. Aus den Ergebnissen der Arbeit werden abschließend anwendungsbezogene Hinweise für die Blechmassivumformung von Funktionsbauteilen aus Bandmaterial abgeleitet.

Series
FAU Studien aus dem Maschinenbau
Series Nr.
405
Citation
Notes
Parallel erschienen als Druckausgabe bei FAU University Press, ISBN: 978-3-96147-579-7
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