B1 | Teilprojekt B1: Erweiterung der Verfahrensgrenzen beim Spaltprofilieren
Problemstellung
Instabilitäten sind typische Versagensformen moderner Werkstoff- und Halbzeugentwicklungen. Bereits vor Erreichen der Materialfestigkeit sind globales bzw. lokales Knicken oder Beulen zu beobachten. Verzweigungen können diese Instabilitätsgrenze hin zu höheren Lasten verschieben. Das Beulverhalten platten- und profilartiger Bauteile kann so ohne starke Gewichtszunahme signifikant verbessert werden. Doch stellt bereits der Wunsch nach einem einfachen T-Profil aus dünnem Blech in integraler Bauweise ohne Materialdopplung, die heutige industrielle Produktionstechnik vor Schwierigkeiten.
Zielsetzung
Das Massivumformverfahren Spaltprofilieren ermöglicht das Fertigen von verzweigten Profilen in integraler Bauweise. Bisherige Ziele lagen auf dem prozesssicheren Erreichen großer Spalttiefen in einer kontinuierlichen Fertigungslinie sowie der Analyse und Optimierung der walzprofiliertechnischen Weiterverarbeitung von Spaltprofilen. Zukünftig steht darauf aufbauend die Ausweitung des Spaltprofilierens auf Blechquerschnitte mit flexiblem Bandkantenverlauf im Fokus. Diese Variante birgt gerade hinsichtlich der Realisierung flexibler, belastungsangepasster Querschnittsverläufe auf Basis integral verzweigter Strukturen weiteres Innovationspotential für effizienten Leichtbau.
Vorgehensweise
Es gilt, die Phänomene, welche im Rahmen der Arbeiten zum Spaltprofilieren von Blechen konstanter Breite erkannt wurden, auch in dem neuen flexiblen Prozess zu untersuchen.
Die Grundlagen bilden dabei analytische Arbeitsschwerpunkte mit Fokus auf den Prozessmechanismen und -kräften zur Unterstützung der Prozess- und Werkzeugauslegung. Die konstruktive Realisierung eines Versuchswerkzeuges, das im Reversierbetrieb genutzt werden soll, ermöglicht hierauf aufbauend eine experimentelle Verfahrensumsetzung.
Ermittelte Verfahrensgrenzen werden mit Hilfe numerischer Sensitivitätsanalysen ergänzt. Hierdurch gelingt es, Prozesswissen über die Verfahrensmodifikation zu erhalten sowie Kenntnisse über Prozessparameter und – verhalten zu erlangen.
