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Entwicklung eines Werkzeug- und Schmiersystems zur Herstellung von Hohlbauteilen mit komplexer Innengeometrie bei der Massivumformung

Status laufend
Ziele
  1. Wirtschaftliche Herstellung von Hohlbauteilen mit komplexer Innengeometrie

    Im Rahmen dieses ZIM-Kooperationsprojektes soll ein Verfahren entwickelt werden, dass die Herstellung von Hohlbauteilen mit einer komplexen Innengeometrie und einem Länge-zu-Durchmesser-Verhältnis von L/D>2 durch Kaltmassivumformung ermöglicht. Hierbei sollen die Vorteile der Kaltumformung, wie z.B. der günstige Faserverlauf und die Kaltverfestigung, genutzt werden. Das Projekt beinhaltet die Entwicklung eines geeigneten Werkzeug- und Schmierstoffsystems zur Fertigung des hohlen Bauteils, wobei das Werkzeug von dem Institut für Umformtechnik und das Schmierstoffsystem von der Zwez GmbH entwickelt werden.

  2. Entwicklung eines geeigneten Werkzeugsystems

    Das Projekt beinhaltet die Entwicklung und Fertigung eines Versuchswerkzeugs. Dieses Werkzeug muss sowohl die Umformung als auch Entformung des hohlen Bauteils ermöglichen. Die Innengeometrie des Hohlbauteils soll numerisch optimiert werden, wobei die Formfüllung, das Bauteilgewicht und die Bauteilsteifigkeit, als Hauptkriterien definiert sind. Neben dem Rippenquerschnitt soll der Schrägungswinkel in axiale Richtung des Hohlbauteils variiert und dessen Einfluss auf die Hauptkriterien untersucht werden. Das Verfahren zur Umformung des Hohlbauteils beinhaltet auch den Auswurf des Bauteils, welcher aufgrund der komplexen Innengeometrie gesondert betrachtet werden muss. Der Auswurf der Hohlbauteils ist schwierig, da das formgebende Werkzeug eine form- und reibschlüssige Verbindung mit dem umgeformten Bauteil nach der Umformung aufweist. Neben einer erhöhten Auswurfkraft kann es hierdurch zu einem Versagen des formgebenden Werkzeugs kommen. Das Aufwurfsystem im Umformwerkzeug muss den Auswurf des Hohlbauteils ohne Beschädigung des Werkstücks und des Werkzeugs ermöglichen. Zudem soll eine Kraftmessdose in das Auswurfsystem integriert werden, um eine zuverlässige Messung der Auswerferkraft realisieren zu können


  3. Entwicklung eines geeigneten Schmierstoffsystems

    Das Schmierstoffsystem hat einen signifikanten Einfluss auf den Umform- und Auswurfprozess. Die Umformung der komplexen Innengeometrie erfordert eine erhöhte Reibung, da dadurch eine bessere Formfüllung erreicht werden kann. Beim Auswurf des Hohlbauteils dagegen wird eine möglichst geringe Reibung erforderlich. Hierzu sollen verschiedene Schmierstoffe entwickelt und experimentell evaluiert werden.



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