In diesem Buch werden die Inhalte des Wissenschaftssymposiums „Ur- und Umformen“ der Volkswagen Komponente zusammengefasst. Im Mittelpunkt steht dabei die Darstellung automobilspezifischer Forschungsaktivitäten zu Gießereiprozessen, Gießereiwerkzeugen und Warmumformprozessen. Der Leser erhält zunächst eine Einführung zur Urformtechnik. Anschließend wird ein Überblick über Forschungskonzepte der Gießereitechnik gegeben. Vertiefend werden aktuelle Promotionsprojekte von Doktoranden der Volkswagen Komponente vorgestellt.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Kernbestandteil dieser Arbeit ist die Konzeption eines Wissensbasierten Systems zur Unterstützung des Simultaneous Engineering an der Schnittstelle zwischen der Tailored Parts Bauteil- und Betriebsmittelentwicklung.
Zunächst wird zu Beginn der Arbeit der Stand der Technik für die zu relevanten Themengebiete: Konstruktionsmethodik, Simultaneous Engineering und Warmum-formung mit partiellen Festigkeitseigenschaften, abgebildet und die Basis für das weitere Vorgehen geschaffen. Weiterhin soll das zwischen Entwicklung und Produktion abstimmungsintensive Themenfeld zur Herstellung von Bauteilen mit gezielten Festigkeitseigenschaften mit einem Wissensbasierten System gezielt unterstützt werden. Um die Anforderungen an ein solches System wissenschaftlich und zugleich anwendungsbezogen zu bestimmen, werden zunächst potentielle Anwender auf Entwicklungs- und Produktionsseite mittels einer Umfrage repräsentativ befragt.
Im weiteren Verlauf werden einzelne Methoden wie Konstruktionskataloge, Baukas-tenstrukturen, Layoutoptimierung und Herstellungsverfahren erarbeitet und im Simultaneous Engineering Prozess gezielt dem jeweiligen Bedarf zur Verfügung gestellt. Die Validierung und Funktionalität der methodischen Vorgehensweise wird im Anschluss daran durch die Anfertigung einer Tailored Parts Vorrichtung zur Her-stellung von Versuchsbauteilen bestimmt.
Aktualisiert: 2023-05-15
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In dieser Dissertation wird schwerpunktmäßig ein Chromstahl, mit Hinblick auf die Verwendung für crashrelevante Strukturbauteile im Automobilbau, nach entsprechender Wärmebehandlung untersucht. Ziel der Dissertation ist es, das Potenzial dieses Stahls unter Berücksichtigung prozessrelevanter Einflussfaktoren zu bewerten. Sämtliche Erkenntnisse ergeben ein Prozessfenster des Stahlwerkstoffs X46Cr13 für die Warmumformung von Bauteilen moderner Karosserien. Dies beinhaltet die Ermittlung einer geeigneten Wärmebehandlungsroute sowie die Durchführung von umformtechnischen Untersuchungen. Auf der Grundlage von experimentellen Versuchen zeigt die abschließende Betrachtung von X46Cr13 für den großseriennahen Warmumformungsprozess im automobilen Bereich die Stärken aber auch die Herausforderungen auf.
Aktualisiert: 2021-04-21
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In dieser Dissertation wird schwerpunktmäßig ein Chromstahl, mit Hinblick auf die Verwendung für crashrelevante Strukturbauteile im Automobilbau, nach entsprechender Wärmebehandlung untersucht. Ziel der Dissertation ist es, das Potenzial dieses Stahls unter Berücksichtigung prozessrelevanter Einflussfaktoren zu bewerten. Sämtliche Erkenntnisse ergeben ein Prozessfenster des Stahlwerkstoffs X46Cr13 für die Warmumformung von Bauteilen moderner Karosserien. Dies beinhaltet die Ermittlung einer geeigneten Wärmebehandlungsroute sowie die Durchführung von umformtechnischen Untersuchungen. Auf der Grundlage von experimentellen Versuchen zeigt die abschließende Betrachtung von X46Cr13 für den großseriennahen Warmumformungsprozess im automobilen Bereich die Stärken aber auch die Herausforderungen auf.
Aktualisiert: 2021-07-01
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In diesem Buch werden die Inhalte des Wissenschaftssymposiums „Ur- und Umformen“ der Volkswagen Komponente zusammengefasst. Im Mittelpunkt steht dabei die Darstellung automobilspezifischer Forschungsaktivitäten zu Gießereiprozessen, Gießereiwerkzeugen und Warmumformprozessen. Der Leser erhält zunächst eine Einführung zur Urformtechnik. Anschließend wird ein Überblick über Forschungskonzepte der Gießereitechnik gegeben. Vertiefend werden aktuelle Promotionsprojekte von Doktoranden der Volkswagen Komponente vorgestellt.
Aktualisiert: 2023-04-01
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Im Bereich der inkrementellen Umformung werden derzeit mehrere Ansätze verfolgt, um das Umformvermögen während der Herstellung zu steigern. Eine Möglichkeit dieses zu erreichen und die Prozessgrenzen zu erweitern, besteht z. B. durch die Erwärmung der Werkstücke, um den entstehenden Kaltverfestigungen entgegenzuwirken. Hierfür werden zumeist zusätzliche Systeme benötigt, die wiederum die Investitions- und Herstellungskosten erhöhen sowie die Prozesszeiten bei den konventionellen Verfahren verlängern. Das neue inkrementelle Umformverfahren des Reibdrückens ist ein innovativer Ansatz, der durch die gezielte Verwendung von Reibungsprozessen in Kombination mit Prozesselementen des Drückens, eine integrierte Erwärmung im Werkstück während der Umformung realisiert. Diese selbstinduzierte partielle Wärmeerzeugung führt zu einer signifikanten Erhöhung der Duktilität der Werkstoffe und ermöglicht eine lokale sowie definierte Einstellung der Werkstoffeigenschaften. Der Inhalt dieser Arbeit ist die Weiterentwicklung des Verfahrens in den Bereichen der Temperaturführung, der Werkzeugentwicklung, der Formgebung und der Eigenschaftseinstellung für eine effiziente und ressourcenschonende Bearbeitung von Monowerkstoffen bis hin zu Hybridwerkstoffsystemen.
Aktualisiert: 2020-01-27
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Die Erfüllung der Forderung nach einer wirtschaftlichen und ressourceneffizienten Produktion von Rohr- und Profilbiegebauteilen ist vor allem durch eine Weiterentwicklung bestehender Umformprozesse erreichbar. In dieser Arbeit wird das Hamburger Verfahren zur Herstellung von Rohrbogen aus rohrförmigen Halbzeugen hinsichtlich besserer geometrischer Bauteileigenschaften und einer höheren Produktivität systematisch analysiert und optimiert. Gleichzeitig werden Potentiale zur Erzeugung von Bauteilen mit komplexen Querschnitten und Formen mittels des Hamburger Verfahrens aufgezeigt. Hierzu werden, aufbauend auf den Ergebnissen aus experimentellen und numerischen Untersuchungen, neue Ansätze zur Auslegung und Optimierung eingesetzter Biegewerkzeuge entwickelt. Ein dazu erstelltes Simulationsmodell beschreibt die Wechselbeziehung zwischen den relevanten Einfluss- und Zielgrößen und wird zur Ermittlung idealer Werkzeugparameter eingesetzt. Anschließend werden vorteilhafte Lösungen vorgestellt, die kostengünstig und flexibel einsetzbar sind und die bestehenden Verfahrensgrenzen deutlich erweitern. Die Arbeit trägt damit zu einer Verbesserung der Form- und Maßgenauigkeit der hergestellten Bauteile sowie einem signifikanten Anstieg der Ausbringungsmenge bei.
Aktualisiert: 2020-01-15
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Der Schlüssel zur Herstellung von hochfesten und komplex geformten Blechbauteilen ist die kombinierte Umformung und Wärmebehandlung. Die Untersuchung dient zur Entwicklung der mehrstufigen Folgeverbund- und Transfer-Werkzeug-Technologien durch eine in-situ thermische Behandlung. Für den kompakten Werkzeugaufbau wird das einstufige induktive Erhitzen und die mehrstufige Wärmeabfuhr entwickelt. Weiterhin werden die Mechanismen beim Biegen erforscht und durch eine Modellierung abgebildet. Beim Freibiegen ist neben dem Rückfedern das Überbiegen ein unabhängiger Effekt, mit dem das Biegeergebnis kontrolliert wird. Beim Gesenkbiegen führt die Wärmekontraktion zur Spannungsüberlagerung, die eine Kalibrierung des Biegeteils ermöglicht. Zur Wärmebehandlung von Stählen werden die Austenitisierung und das Abschrecken analysiert und modelliert. Zur Kontrolle der Zugfestigkeit ist neben der Korngröße die Kohlenstoffbeladung eine zentrale Stellgröße. In Fallstudien wird schließlich die Anwendung zur Fertigung von Bauteilen mit einer definierten Geometrie und Festigkeit veranschaulicht.
Aktualisiert: 2020-01-17
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Stahlerzeugnisse sind in vielen Branchen wie dem Baugewerbe, dem Maschinenbau, der Elektrotechnik und der Automobilindustrie ein wesentlicher Bestandteil der Wertschöpfungskette. Laut "Statistisches Jahrbuch der Stahlindustrie 2016/2017" wurden 40, 2 von 42,1 Mio. t oder 95,5 % der in Deutschland 2016 erzeugten Rohstahlproduktion als Walzstahl verwendet. Davon wiederum wurden 24,2 Mio. t und somit fast 2/3 der Tonnage zu Flachstahl weiterverarbeitet. Diese Zahlen zeigen eindrucksvoll, welch zentrale Rolle das Flachwalzen bei der Fertigung diverser Stahlerzeugnisse einnimmt.
Aktualisiert: 2023-03-30
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In diesem Buch werden die Inhalte des Wissenschaftssymposiums „Ur- und Umformen“ der Volkswagen Komponente zusammengefasst. Im Mittelpunkt steht dabei die Darstellung automobilspezifischer Forschungsaktivitäten zu Gießereiprozessen, Gießereiwerkzeugen und Warmumformprozessen. Der Leser erhält zunächst eine Einführung zur Urformtechnik. Anschließend wird ein Überblick über Forschungskonzepte der Gießereitechnik gegeben. Vertiefend werden aktuelle Promotionsprojekte von Doktoranden der Volkswagen Komponente vorgestellt.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Das Presshärten ist ein Verfahren zur Herstellung höchstfester komplexer Fahrzeugkomponenten
mit großer Fertigungsgenauigkeit. Es verbindet das Tiefziehen mit einer Wärmebehandlung
mit dem Ziel der Festigkeitssteigerung in einem Prozess.
Dieses Fertigungsverfahren erfordert jedoch hohen Aufwand, da es zusätzlich zu der Formgebung
ein Erwärmen und ein anschließendes definiertes Abkühlen der umgeformten
Komponenten beinhaltet. Diese Teilprozesse üben einen signifikanten Einfluss auf die
Bauteileigenschaften aus. Derzeit erfolgt die Erwärmung der Platinen in der Serienfertigung
fast ausschließlich in Rollenherdöfen durch Konvektion und Wärmestrahlung. Die
entsprechenden Anlagen sind mit hohen Investitionskosten verbunden und haben großen
Platz- sowie Energiebedarf. Außerdem ist eine schnelle, effektive Regelung dieses Prozesses
schwierig. Der Hauptaspekt dieser Arbeit besteht in der Entwicklung und Erprobung eines
konduktiven Erwärmungssystems als Alternative zum derzeit üblichen Verfahren, um dessen
Nachteile zu kompensieren.
Mit der entwickelten Anlage und dem dazugehörigen Prozess ist eine sehr schnelle, geregelte
Erwärmung von Platinen für das Presshärten möglich. In Kombination mit einem
entsprechenden Werkzeug entstand ein Fertigungssystem, mit dem umfangreiche Presshärtversuche
durchgeführt wurden. Ein Vergleich mit konventionell erwärmten, pressgehärteten
Komponenten zeigt, dass zumindest gleiche und in Teilbereichen sogar bessere Eigenschaften
erzielt werden können.
Aktualisiert: 2019-10-17
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Der Titel gibt einen kompakten Überblick über die Technologie des Warmumformprozesses. Beschrieben werden unter anderem direkte und indirekte Warmumformung, die Werkzeugtechnologie, Verfahren wie Partielles Presshärten und Tailored Tempering, die Warmumformung von Tailored Blanks sowie Analyse-methoden zur Sicherstellung der notwendigen Fertigungsqualität. Weitere Abschnitte beschäftigen sich mit den eingesetzten Warmumformstählen sowie den verfügbaren Oberflächenveredelungen. Ein Kostenvergleich zwischen Kaltumform- und Warmumformverfahren am Beispiel einer Großserienproduktion rundet den Band ab.
Aktualisiert: 2020-02-25
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Aktualisiert: 2021-02-04
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Kernbestandteil dieser Arbeit ist die Konzeption eines Wissensbasierten Systems zur Unterstützung des Simultaneous Engineering an der Schnittstelle zwischen der Tailored Parts Bauteil- und Betriebsmittelentwicklung.
Zunächst wird zu Beginn der Arbeit der Stand der Technik für die zu relevanten Themengebiete: Konstruktionsmethodik, Simultaneous Engineering und Warmum-formung mit partiellen Festigkeitseigenschaften, abgebildet und die Basis für das weitere Vorgehen geschaffen. Weiterhin soll das zwischen Entwicklung und Produktion abstimmungsintensive Themenfeld zur Herstellung von Bauteilen mit gezielten Festigkeitseigenschaften mit einem Wissensbasierten System gezielt unterstützt werden. Um die Anforderungen an ein solches System wissenschaftlich und zugleich anwendungsbezogen zu bestimmen, werden zunächst potentielle Anwender auf Entwicklungs- und Produktionsseite mittels einer Umfrage repräsentativ befragt.
Im weiteren Verlauf werden einzelne Methoden wie Konstruktionskataloge, Baukas-tenstrukturen, Layoutoptimierung und Herstellungsverfahren erarbeitet und im Simultaneous Engineering Prozess gezielt dem jeweiligen Bedarf zur Verfügung gestellt. Die Validierung und Funktionalität der methodischen Vorgehensweise wird im Anschluss daran durch die Anfertigung einer Tailored Parts Vorrichtung zur Her-stellung von Versuchsbauteilen bestimmt.
Aktualisiert: 2023-04-17
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Zugenommene Sicherheitsanforderungen, gesetzliche Umweltauflagen und die Erhöhung der Reichweiten insbesondere für die Elektromobilität sorgen für einen stetigen Anstieg pressgehärteter Bauteile im Automobilbau. Der wachsende Einsatz pressgehärteter Bauteile erfordert weltweit höhere Produktionskapazitäten und neue Produktionsanlagen.
Bezogen auf die Anforderungen an eine kompakte, flexible und ressourcenschonende Produktion gilt es im Rahmen dieser Arbeit das Prozessfenster bezüglich einer schnellen Platinenerwärmung ausfindig zu machen. Die Ermittlung des Prozessfensters basiert auf der Untersuchung des Grundwerkstoffs 22MnB5, der Al-Si-Beschichtung und der verwendeten induktiven Erwärmungstechnik.
Zunächst wird auf der Grundlage einer Literaturrecherche ein guter Überblick über den aktuellen Stand der Technik und Wissenschaft beim Presshärten gegeben.Um den Einfluss einer schnellen Erwärmung auf den Grundwerkstoff zu analysieren, werden Warmfließkurven erstellt sowie Zugversuche, Härtemessungen und Gefügeuntersuchungen durchgeführt. Für die Untersuchung der Machbarkeit der induktiven Erwärmung von Platinen für das Presshärten werden verschiedene Ansätze vorgestellt und Lösungen erarbeitet. Die Beschichtung wird zunächst bezüglich ihrer Eignung zur schnellen Erwärmung im heutigen Anlieferzustand untersucht. Für die Erzielung einer Verkürzung der Erwärmungszeiten wird die Beschichtung speziell durch ein Glühprozess vordiffundiert. Die veränderte Beschichtung durchläuft den Presshärteprozess und wird anschließend auf ihre Qualität und Eignung für die Automobilindustrie geprüft. Abschließend wird das ermittelte Prozessfenster anhand von Versuchen mit einem Prinzipbauteil überprüft.
Aktualisiert: 2019-12-12
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Aktualisiert: 2018-08-03
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