Equal-Channel Angular Pressing von Aluminium-Blechwerkstoffen: Effektiver Leichtbau durch höhere Werkstofffestigkeiten

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Kernthesen:

  • Leichtbau wird mit Blick auf die E-Mobilität zunehmend wichtiger
  • Hochgradig plastische Umformungen ermöglichen eine deutliche Zunahme der Werkstofffestigkeit durch Kornfeinung
  • Equal-Channel Angular Pressing (ECAP) ist auch für Blechwerkstoffe einsetzbar und ermöglicht so intelligenten Leichtbau

Zusammenfassung:

Hochgradig plastische Umformprozesse (Severe Plastic Deformation, SPD) bieten die Möglichkeit, die mechanischen Eigenschaften metallischer Werkstoffe durch Kornfeinung zu verbessern. Dieses Potenzial wurde bisher jedoch meist im Labormassstab oder in Kleinserien angewendet.

Equal-Channel Angular Pressing (ECAP) ermöglicht es, die Vorteile auch in industrielle Prozesse mit großer Ausbringung zu integrieren – bisher allerdings vorwiegend für Stangen oder dicke Platten.

In diesem Beitrag wird das ECAP-Verfahren für Aluminium AA5083-Bleche untersucht. Es zeigt sich, dass die Kanalgeometrie einen signifikanten Einfluss auf den Prozess hat. Insbesondere die Werkzeugradien sind dafür verantwortlich, ob sich Risse an der Blechoberfläche bilden und ob ein homogenes Gefüge erreicht werden kann.

Um Strategien zur Prozessverbesserung und Industrialisierung zu entwickeln, wurde ein numerisches Modell des Prozesses erstellt. Die Untersuchungen des verarbeiteten Halbzeugs zeigen einen deutlichen Festigkeitszuwachs und somit das Potential für Leichtbauanwendungen.


Referent: Florian Steinlehner, Lehrstuhl für Umformtechnik und Gießereiwesen, TU München


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