Grundlagenuntersuchungen und Erarbeitung einer Methodik zur Herstellung maßgeschneiderter Halbzeuge auf Basis eines neuartigen flexiblen Walzprozesses

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Diss. Reihe Maschinenbau, Band 411

Language
de
Document Type
Doctoral Thesis
Issue Date
2023-01-19
Issue Year
2022
Authors
Vogel, Manfred
Editor
Franke, Jörg
Hanenkamp, Nico
Hausotte, Tino
Merklein, Marion
Müller, Sebastian
Schmidt, Michael
Wartzack, Sandro
Publisher
FAU University Press
ISBN
978-3-96147-606-0
Abstract

One of the greatest social challenges of the 21st century is the mitigation of climate change. One approach that has become increasingly important in recent years, especially in the automotive industry, is holistic lightweight construction, which is increasingly pushing conventional manufacturing technologies in the area of forming technology to their limits. By applying the innovative process class of sheet bulk metal forming, functional components with a high degree of functional integration can be manufactured in a process-safe, energy-and cost-optimized manner. The use of process-adapted semifinished products in particular has proven to increase material efficiency. In particular, incremental forming processes show a high potential. The aim of the present work is therefore to develop a holistic process understanding for the production of tailored blanks by means of a new flexible rolling process. To derive physical relationships, a fundamental experimental process and influence analysis is carried out and, based on this, a holistic methodology for the manufacturing of a rotationally symmetrical material pre-distribution is derived. Using the knowledge gained, the transferability of the methodology to higher-strength material classes and varying semi-finished product thicknesses, as well as the usability of the semi-finished products in a downstream combined deep-drawing and upsetting process is evaluated.

Abstract

Eine der größten gesellschaftlichen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts ist die Eindämmung des Klimawandels. Ein Ansatz, der vor allem in der Kraftfahrzeugindustrie in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen hat, ist der ganzheitliche Leichtbau, wodurch vor allem konventionelle Fertigungstechnologien im Bereich der Umformtechnik zunehmend an ihre Grenzen stoßen. Durch Anwendung der innovativen Prozessklasse der Blechmassivumformung können Funktionsbauteile mit einem hohen Grad der Funktionsintegration prozesssicher, sowie energie- und kostenoptimiert hergestellt werden. Dabei konnte vor allem durch den Einsatz von prozessangepassten Halbzeugen eine gesteigerte Materialeffizienz nachgewiesen werden. Vor allem inkrementelle Umformverfahren weisen dafür ein hohes Potential auf. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird daher das Ziel verfolgt, ein ganzheitliches Prozessverständnis zur Herstellung von Tailored Blanks durch einen neuartigen flexiblen Walzprozess aufzubauen. Zur Ableitung physikalischer Zusammenhänge wird eine grundlegende experimentelle Prozess- und Einflussanalyse durchgeführt und darauf aufbauend eine ganzheitliche Methodik zur Herstellung einer rotationssymmetrischen Materialvorverteilung abgeleitet. Unter Anwendung der gewonnenen Erkenntnisse wird anschließend die Übertragbarkeit der Methodik auf höherfeste Werkstoffklassen und variierende Halbzeugdicken sowie die Einsatzfähigkeit der Halbzeuge in einem nachgelagerten Tiefzieh-Stauchprozess bewertet.

Series
FAU Studien aus dem Maschinenbau
Series Nr.
411
Citation
Notes
Parallel erschienen als Druckausgabe bei FAU University Press, ISBN: 978-3-96147-605-3
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