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Prozesskette zur Herstellung hybrider Hochleistungsbauteile durch Tailored Forming

Status laufend
Ziele

1. Erschließung von Potentialen für hybride Massivbauteile

Das übergeordnete Ziel des Sonderforschungsbereichs "Tailored Forming" ist es, die Potentiale für hybride Massivbauteile auf der Basis eines neuen zugeschnittenen Fertigungsprozesses unter Verwendung von gefügten Halbzeugen zu erschließen.

Im Gegensatz zu bestehenden Herstellungs- und Fertigungsprozessen von hybriden Massivbauteilen, bei denen der Fügeprozess erst während der Umformung oder am Ende der Fertigungskette erfolgt, werden im geplanten SFB maßgeschneiderte Halbzeuge verwendet, welche vor dem Formgebungsprozess gefügt werden. Gegenüber den bestehenden Fertigungsverfahren erleichtert die einfache Geometrie der Halbzeuge die Handhabung sowie die prozesssichere Herstellung einer stoffschlüssigen Fügezone. Der gezielt gesteuerte Werkstofffluss während der anschließenden Umformung ermöglicht zudem völlig neuartige Gestaltungsmöglichkeiten der resultierenden Fügezonengeometrien, die mit konventionellen Fügeverfahren nicht herstellbar sind. Außerdem ist in Abhängigkeit der eingesetzten Werkstoffpaarung eine Verbesserung der Fügequalität durch umformtechnische (thermomechanische) Behandlung der Fügezone zu erwarten. Auf diese Weise soll es zukünftig möglich sein, komplexe hochbelastbare Massivbauteile aus unterschiedlichen metallischen Materialien zu fertigen, die nach dem aktuellen Stand der Technik noch nicht herstellbar sind. Auch ergeben sich aufgrund des vorgeschalteten Fügeprozesses fertigungstechnische Vorteile. So kann durch die geometrische Abstimmung der gefügten Halbzeugkomponenten auf das finale Bauteil eine Massenvorverteilung ermöglicht werden. Hierdurch können der Materialfluss und die prozessbedingte Gratbildung maßgeblich reduziert werden.

Teilprojekte (jeweils zu den Projekteinzeleinträgen der Faktendatenbank verlinkt):

A01 - Einfluss der lokalen Mikrostruktur auf die Umformbarkeit stranggepresster Werkstoffverbunde

A02 - Wärmebehandlung für belastungsangepasste Werkstoffeigenschaften von Tailored Forming-Komponenten

A03 - Ultraschallunterstütztes Laserstrahlschweißen zur Erzeugung umformbarer Mischverbindungen

A04 - Lokale Anpassung von Werkstoffeigenschaften an Umformrohlingen durch Auftragschweißen zur Erzeugung gradierter hybrider Bauteile

B01 - Inkrementelle Umformung hybrider Halbzeuge mittels Querkeilwalzen

B02 - Gesenkschmieden koaxial angeordneter Hybridhalbzeuge

B03 - Ermittlung des Formänderungsvermögens und der resultierenden Bauteileigenschaften beim Fließpressen von seriell angeordneten Hybridhalbzeugen

B04 - Funktionsangepasste Prozessplanung der spanenden Bearbeitung hybrider Bauteile

B05 - Maschinentechnologien für die produktive, spanende Bearbeitung von hybriden Bauteilen

C01 - Experimentell-numerische Methode zur Vorhersage der Schädigung und des Versagens von Fügezonen in Hybridhalbzeugen während der Umformung

C02 - Gestaltung und Dimensionierung hybrider Massivbauteile

C03 - Komplex wälz-, torsions- und umlaufbiegungsbeanspruchte hybride Werkstoffbereiche mit hoher Ermüdungsfestigkeit

C04 - Modellierung und Simulation von Fügeschnittstellen beim Tailored Forming

C05 - Multiskalige Geometrieprüfung von Fügebereichen



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