AiF-Nr.: | 21257 N |
EFB-Nr.: | 12/118 |
Kurztitel: | Simulation Kragenziehen |
Laufzeit: | 01.07.2020 - 30.06.2022 |
Forschungseinrichtungen: | IPT Aachen, IEHK Aachen |
Projektbeschreibung
Kragenziehen hochfester Stähle
Die blechverarbeitende Industrie steht durch Funktionsintegration und Verwendung hochfester Stähle (AHSS) vor technologischen Herausforderungen. Komplexe Funktionselemente (z. B. Kragen) erfordern mehrstufige Prozesse wie Vorlochen, Laserbestrahlung und Umformen. Bei biegedominierten Prozessen wie dem Kragenziehen hat die Fertigungshistorie einen maßgeblichen Einfluss auf nachfolgende Prozessschritte. Beim Vorlochen wird dabei das verbleibende Umformvermögen für den Kragenzug festgelegt. Angestrebte, hohe Aufweitverhältnisse führen deshalb schneller zu Materialversagen durch Ausdünnung und Rissbildung.
Bei einer kosteneffizienten Produktauslegung werden Fertigungsschritte mittels Simulationen vorab ausgelegt, wodurch zeit- und kostenintensive Erprobungen mit Versuchswerkzeugen minimiert werden. Aktuell verfügbare Simulationsmethoden schöpfen dieses Potential jedoch nicht voll aus, da bei mehrstufigen Prozessen die Fertigungshistorie unzureichend berücksichtigt wird.
Im Forschungsprojekt wird durch Implementierung eines physikalischen basierten thermo-mikro-mechanischen Simulationsansatzes ein realitätsnaher und durchgängiger Simulationsansatz für Blechbauteile entlang der Prozesskette entwickelt. Um die Fertigungshistorie abzubilden wird das Werkstoffverhalten mittels Mikrostrukturvariablen (Versetzungsdichte und Hohlraumvolumen) modelliert und mit einem Schadensmodell gekoppelt. Darauf aufbauend können Prozessparameter gezielt optimiert werden. Die Modellentwicklung wird durch Scherschneid- und Kragenzugversuche mit Laserunterstützung auf einer Servopresse kontinuierlich validiert.
Bei der Herstellung kritischer Blechbauteile wird produzierenden Unternehmen ermöglicht einen sicheren und robustenProzess inklusive Werkzeug ohne umfangreiche Erprobungsversuche auszulegen. Besonders für KMU stellt die Verringerung von Entwicklungskosten einen Wettbewerbsvorteil dar und ermöglicht den Unternehmen einen sicheren und effizienten Serienanlauf neuer, verbesserter Produkte.
