B1 | Teilprojekt B1: Erweiterung der Verfahrensgrenzen beim Spaltprofilieren

Problemstellung

Das Herstellen von Profilen mit verzweigten Querschnittsformen aus Blech in integraler Bauweise ohne Materialdopplungen ist nun erstmals mit dem neuen Umformverfahren Spaltprofilieren möglich. Hierbei wird ein aus einer Spaltwalze und zwei Hilfswalzen bestehendes Werkzeugsystem verwendet, um die Oberfläche der Bandkante zu vergrößern. Die spezifischen Eigenschaften von Spaltprofilen, vor allem die umformbedingte Verfestigung und die geringen Rauhigkeiten der Oberflächenbereiche, eröffnen neue Perspektiven für viele Produkte. Das Auflösen bekannter Verfahrensgrenzen ermöglicht hier, das herstellbare Geometrie- und Eigenschaftsspektrum von Spaltprofilen wesentlich zu Erweitern.

Zielsetzung

Das prozesssichere Erreichen großer Spalttiefen in einer kontinuierlichen Fertigungslinie und die Analyse und Optimierung der walzprofiliertechnischen Weiterverarbeitung von Spaltprofilen stehen im Vordergrund. Das Erhöhen der Verzweigungsordnung der durch Spaltprofilieren herstellbaren Geometrien soll darüber hinaus neue Konstruktionskonzepte für Profile aus Blech ermöglichen.

Vorgehensweise

Durch geeignete Verfahrensmodifikationen wird im ersten Schritt das prozesssichere Erreichen großer Spalttiefen und definierter Bauteileigenschaften im kontinuierlichen Betrieb realisiert. Im Fokus der Untersuchungen steht die Verarbeitung von Blechen mit Dicken von 1 bis 3 mm aus verschiedenen Aluminium und Stahl Werkstoffen. Auf Basis rein experimenteller Methodik erfolgt eine Prozesscharakterisierung mit anschließender Optimierung. Das Modifizieren eines Werkzeugsystems soll das Spaltprofilieren der aus einem vorangegangenen Spaltprofilierprozess erzeugten Flansche ermöglichen. Im Focus der Untersuchungen stehen Möglichkeiten und Grenzen, die Verzweigungsordnung von Spaltprofilen zu erhöhen. Eine walzprofiliertechnische Nachbearbeitung ermöglicht das Realisieren bislang fertigungstechnisch nicht erzeugbarer Profilformen aus Blech, z.B. integrale Mehrkammerprofile. Hier sind Grenzen und Optimierungspotentiale zu bestimmen. Gefertigte Prototypen aus Blech zeigen die spezifischen Eigenschaften von Spaltprofilen, vor allem die umformbedingte Verfestigung von mehr als 50% im Oberflächenbereich und die geringen Rauhigkeiten (Rz,max=1,6 μm) der vergrößerten Oberflächen.