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Prozessoptimierung durch oszillierende Werkzeugbewegungen in der Kaltmassivumformung

Status abgeschlossen
Ziele


1. Potentiale des oszillierenden Axialumformens erkennen und den Prozess optimieren; durch Untersuchung der Ursache für die Kraftreduktion
Das oszillierende Axialformen ist ein mittlerweile am Markt etabliertes Verfahren, z.B. zur Herstellung von hochgenauen Passverzahnungen. Das Verfahren ist in der Industrie im Einsatz und zuverlässig anwendbar, aber die theoretischen Grundlagen und Verfahrensprinzipien sind bisher nicht verstanden. Die zugrundeliegenden Vorgänge oder Wechselwirkungen sind bis heute nicht eindeutig geklärt und beschreibbar. Die Aufarbeitung und Erforschung der relevanten Vorgänge und Mechanismen ermöglicht somit die Vorhersagbarkeit der oszillierenden Massivumformung und bildet die Basis für eine Prozessoptimierung. Dadurch können die Potentiale des Prozesses gezielt ausgenutzt und beispielsweise Verfahrensgrenzen erweitert werden.

2. Experimentelle Identifikation der Ursache für die Kraftreduktion
Für die Überprüfung der beiden Theorien (Reibungstheorie, Entfestigungstheorie) werden zwei Werkzeugkonzepte konstruiert, die beide Theorien unabhängig voneinander überprüfen können. Anhand der ermittelten Ergebnisse ist eine der beiden Theorien als entscheidende Größe bzw. das Zusammenspiel der beiden Theorien zu definieren und dient dann als Grundlage für die Optimierung der FEM-Simulation und als Basis für die Prozessoptimierung.

3. Abbildung der Ursache für die Kraftreduktion in der FEM Simulation
Die Ursache der Kraftreduktion soll in der FEM abbildbar werden, um somit eine verbesserte Prozessauslegung zu gewährleisten. Dabei sollen je nach Ursache unterschiedliche Möglichkeiten der Berücksichtigung der Effekte untersucht werden. So ist die Verwendung von kinematischen Verfestigungsgesetzen angedacht bzw. eine mögliche Parametervariation bei einfachen Reib- und Materialgesetzen.

4. Übertrag der erarbeiteten Ergebnisse auf weitere Prozesse
Eine Untersuchung der Übertragbarkeit der ermittelten Ergebnisse ist ebenfalls Bestandteil der Ziele des Projekts. Die experimentell ermittelte Ursache und die optimierten Simulationen werden durch eine Anwendung auf andere Prozesse getestet. Zudem sollen die Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen und die Übertragung der Ergebnisse in die FEM in einem methodischen Leitfaden zusammengestellt werden, der es Unternehmen ermöglicht, die Ergebnisse auf ihre Prozesse zu übertragen.



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