Untersuchung des Einflusses dehnungsinduzierter Oberflächenevolution in der Blechumformung
Viktor Recklin
Angetrieben vom Spannungskonflikt zwischen Effizienzsteigerung und ökologischer Nachhaltigkeit, strebt die blechverarbeitende Industrie nach optimierten Prozessen und neuartigen Lösungen. Dabei bildet die Beherrschung des Reibverhaltens während der Umformung einen entscheidenden Ansatzpunkt, um die Herstellbarkeit von Bauteilen zu optimieren. Aktuelle Forschungsergebnisse erlauben die Aufnahme des Reibungskoeffizienten in Modellversuchen. Dabei werden die meisten Prozessparameter aus der Umformung wie Kontaktnormalspannung, Temperatur sowie die Relativgeschwindigkeit und Schmierstoffmenge gezielt eingestellt. Eine durch Dehnungen in der Blechebene induzierte Oberflächenwandlung wird aktuell allerdings nur unzureichend abgebildet. Um dieser Herausforderung zu begegnen, wird im Rahmen dieser Dissertation der Reibungskoeffizient in Abhängigkeit lokaler Dehnungen aufgenommen. Dafür wird der Flansch eines umformtechnischen Werkzeuges mit Kraftsensorik ausgestattet. Durch eine gezielte Variation spezieller Prozessparameter (Niederhalterkraft, Rondengröße und Rondeneinlegerichtung) können einzelne Einflussgrößen auf den Reibungskoeffizienten quantifiziert werden.
Die eingeleiteten Dehnungen beeinflussen allerdings neben dem Reibungskoeffizienten auch der Umformung nachgelagerte Prozesse (z. B. Lackierprozess). So müssen vor allem Bauteilbereiche, die eine Oberflächenaufrauung erfahren, hinsichtlich der Oberflächenkennwerte für die Nachverarbeitung quantifiziert werden. Dafür werden ein experimentelles Vorgehen basierend auf dem Marciniak-Versuch und ein numerisches Modell präsentiert, welches durch eine Kopplung mit einem polykristallinen Materialmodell die Oberflächenaufrauung prognostizieren kann.
