Rollgeformte geschlossene Profile aus hochfesten Aluminiumlegierungen für Halbzeuge und komplexe Bauteilgeometrien

Projektbeschreibung

Steigende Anforderungen an nachhaltige Mobilität erfordern den Einsatz gewichtsoptimierter Strukturbauteile. Ein Ansatz hierfür ist die Verwendung hochfester Aluminiumprofile, welche sich durch eine hohe spezifische Steifigkeit und Festigkeit auszeichnen. Kombiniert mit einer guten Rezyklierbarkeit bieten Aluminiumwerkstoffe das Potential andere Leichtbauwerkstoffe zu ersetzen. Jedoch ist der Einsatz von Aluminiumprofilen in der Automobilindustrie aktuell begrenzt.

In der Regel weisen durch Strangpressen hergestellte Aluminiumprofile eine geringe Skalierbarkeit bezüglich der Stückzahl und der Geometrie auf, was vor allem für KMU einen Wettbewerbsnachteil darstellt. Zudem bedingt die Halbzeugherstellung bei erhöhten Temperaturen und der gestiegene Werkzeugverschleiß bei hochfesten Werkstoffen einen hohen energetischen sowie finanziellen Aufwand. Daher finden derartige Bauteile bevorzugt in hochpreisigen Kleinserien Anwendung.

Diesen Herausforderungen soll mit einer neuartigen Prozesskette begegnet werden. Diese ermöglicht kostengünstige, skalierbare sowie gut umformbare Profilbauteile, was vor allem für hochspezialisierte KMU von Vorteil ist. In diesem Zusammenhang wird eine Prozesskette aus Rollformen, HFI-Schweißen und einem optionalen Innenhochdruck-Umformen erarbeitet. Im Rahmen des Projekts sollen die erzielbaren Halbzeugeigenschaften insbesondere in Bezug auf die Maßhaltigkeit und Schweißnahteigenschaften untersucht werden. Mittels IHU-Stufe wird die Umformbarkeit der generierten Halbzeuge zur Herstellung komplizierter Bauteilgeometrien geprüft. Die einzelnen Prozessschritte werden numerisch und experimentell analysiert und die Daten durch einen digitalen Schatten miteinander verknüpft. Durch statistische Analysen werden Wechselwirkungen zwischen Prozessparametern und Halbzeugeigenschaften identifiziert. Schließlich erfolgt eine ökonomische und ökologische Bewertung der Prozesskette, wobei die angewandte Vorgehensweise insbesondere KMU als Vorlage dienen soll.