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Tailored Heating in der Warmumformung

Status laufend
Ziele

Im aktuellen Forschungsprojekt „Tailored Heating“ wird das Potential einer inhomogenen, maßge-schneiderten Erwärmung untersucht. Mit einer inhomogenen Temperaturverteilung stellt sich auch eine inhomogene Verteilung der Fließspannung im Material ein, was zu einer maßgeschneiderten Um-formung führen kann. Zur Erzeugung des gewünschten Temperaturprofils in einem Rohteil werden drei verschiedene Erwärmungsverfahren betrachtet: induktive und konduktive Erwärmung sowie Di-rect Flame Impingement (DFI).

1. Verzicht auf teure Vorformaggregate
Ein Gesenkschmiedeprozess wird typischerweise in verschiedene Stadien unterteilt, mindestens in Vorformen und Fertigformen. Für spezielle Vorformverfahren, wie z.B. Reckwalzen oder Querkeilwalzen, werden spezielle und somit auch teure Umformaggregate und –werkzeuge benötigt. Aufgrund der geringen Stückzahlen ist der Einsatz solcher Aggregate für KMUs meistens ökonomisch nicht sinnvoll. Mit dem Projekt „Tailored Heating“ wird den KMUs eine wirtschaftliche Möglichkeit geboten, auf die Vorformaggregate zu verzichten, da aufgrund der inhomogenen Erwärmung des Bauteils schon durch Pressen eine geeignete komplexe Vorform hergestellt werden kann.

2. Optimierung des Materialeinsatzes
Ein Schmiedeteil wird üblicherweise mit einem Materialüberschuss (Grat) hergestellt. Durch spezielle Vorformverfahren kann eine optimierte Massenverteilung erreicht werden, die die Grundlage für das Fertigformen mit minimalem Materialüberschuss bildet. Beim Projekt „Tailo-red Heating“ wird das Rohteil vor der Umformung maßgeschneidert erwärmt. Durch das so entstandene inhomogene Temperaturprofil kann eine bessere Materialausnutzung beim Ge-senkschmieden erwartet werden.

3. Einstellung möglicher Gradienten im Material
Im Projekt „Tailored Heating“ soll ein maßgeschneidertes Temperaturprofil in einem Rohteil er-zeugt werden. Dazu muss untersucht werden welche Temperaturprofile sich einstellen lassen und daraus folgend auch welche Verteilung der Fließspannung. Zum einen soll die Frage be-antwortet werden welcher Temperaturgradient sich in einem Bauteil einstellen lässt und zum anderen soll die Aufheizzeit ermittelt werden, die benötigt wird um auch im Kern auf die ge-wünschte Temperatur zu kommen. Dabei werden Bauteile aus verschiedenen Werkstoffen mit unterschiedlichen thermischen Eigenschaften betrachtet, sowie Bauteile mit unterschiedlichen Abmessungen.


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