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EFB-Forschungsbericht Nr. 306

Steuerung des Werkstoffflusses bei der wirkmedienbasierten Blechumformung

EFB306.jpg

Verfasser:
Prof. Dr.-Ing. Mathias Liewald MBA, Dr.-Ing. Stefan Wagner, Dipl.-Ing. Christian Bolay, IFU Institut für Umformtechnik der Universität Stuttgart

110 Seiten (sw, 77 teils farbige Abb., 8 Tab.)

ISBN: 978-3-86776-341-7

Preis (Digital) EUR 61,00

Preis (Print) EUR 69,00

Zusammenfassung

Erzielte Ergebnisse und deren Anwendungsmöglichkeiten.

Für die Doppelblechumformung mit Wirkmedien wurde ein Werkzeugkonzept entwickelt und realisiert für:

  • 2 unterschiedliche Bauteile mit ebenen und nicht ebenen Flanschflächen
  • die entkoppelte Zuhaltekraft von der Blechhalterkraft
  • die unabhängige Werkstoffflusssteuerung

Dabei konnten Richtlinien zur Gestaltung der Werkzeuge und eine verifizierte Simulationsmethode erarbeitet werden. Darüber hinaus konnte eine neuartige Dichtmethode außerhalb des Kraftflusses und dadurch eine Erweiterung des Prozessfensters umgesetzt werden.

Anwendungsmöglichkeiten dieses flexiblen Verfahrens liegen vor allem für kleine und mittlere Stückzahlen in der Automobilbranche wie zum Beispiel bei Tankschalen. Abgasanlagen, Strukturbauteilen oder Fahrwerkskomponenten. Jedoch weisen auch Blechformteile aus dem Sanitär- und Küchenbereich, der Möbelindustrie und der Luft- und Raumfahrt ein beachtliches Potential auf.

Das Forschungsvorhaben „Steuerung des Werkstoffflusses bei der wirkmedienbasierten Blechumformung“ wurde unter der Fördernummer AiF 15388N von der EFB e.V. finanziert und betreut und über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AIF e.V.) mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWI) gefördert. Der Abschlussbericht ist als EFB-Forschungsbericht Nr. 306 erschienen und ist bei der EFB-Geschäftsstelle und im Buchhandel erhältlich.

Inhalt

1 Einleitung
2 Stand der Technik
2.1 Prozessführung bei der wirkmedienbasierten Blechumformung
2.1.1 Befüllsysteme
2.1.2 Ermittlung des Wirkmediendruckes
2.1.3 Abdichtung des Werkzeuges und Arbeitsdiagramm
2.1.4 Möglichkeiten zur Steuerung des Werkstoffflusses
2.2 Werkzeugsysteme mit nicht-starrem Blechhalter für konventionelle und wirkmedienbasierte Blechumformverfahren
2.2.1 Werkzeugsysteme zur passiven Einstellung der Flächenpressung im Ziehteilflansch
2.2.2 Werkzeugsysteme zur aktiven Einstellung der Flächenpressung im Ziehteilflansch
3 Formulierung des Forschungszieles
4 Werkzeug- und Verfahrensentwicklung
4.1 Konzeption und Wirkungsweise des Werkzeuges
4.2 Beschreibung des Verfahrensablauf
4.3 Versuchsgeometrie und Modellierung
4.4 FE - Simulation zur Auslegung des Prozesses
4.4.1 Einfluss der Prozessvariablen
4.4.1.1 Einfluss der Blechhalterkraft
4.4.1.2 Einfluss des Druckverlaufes
4.4.1.3 Einfluss der Reibung
4.4.2 Gezielte Materialflusssteuerung
4.4.2.1 Variation der Platinengeometrie
4.4.3.2 Lokale Erhöhung der Flächenpressung durch Drucktaschen
4.5 Konstruktion des Werkzeuges
4.5.1 Auslegung des Werkzeuges
4.5.2 Konstruktion in Catia V5
4.5.3 Auslegung der Drucktaschen
4.6 Berechnung der Festigkeit
4.6.1 Bestimmung der Matrizenbelastung
4.6.2 Bestimmung der Mittelplattenbelastung
4.6.2.1 Umformen ohne Taschendruck
4.6.2.2 Umformen mit Taschendruck
4.7 Funktionsprinzip der Zuhaltevorrichtung am IfU
4.8 Auslegung und Aufbau der Hydraulik
4.9 Messtechnik und Prozessregelung
5 Experimentelle Untersuchungen
5.1 Montage und Inbetriebnahme
5.2 Versuche ohne Materialflusssteuerung
5.3 Versuche mit Materialflusssteuerung
5.4 Vergleich Simulation und Realbauteil
6 Richtlinien für Simulation und Konstruktion
7 Wirtschaftliche Bedeutung des Forschungsthemas für kleine und mittlere Unternehmen (kmU)
7.1 Derzeitige Situation der kmU
7.2 Wirtschaftliche Bedeutung des Forschungsthemas für kmU
7.3 Einsatzgebiete der Werkzeugtechnologie
7.4 Innovationspotential
8 Umsetzung der Forschungsergebnisse
9 Danksagung
10 Literatur
11 Anhang