Projektbereich A
Halbzeuge
In den vergangenen Jahren sind die Anforderungen an technische Bauteile stetig gestiegen. Diese Entwicklung ist dem Wunsch nach immer leistungsfähigeren Produkten geschuldet, die neben einem geringeren Gewicht, einer kleineren Bauweise und erweiterter Funktionalität zudem eine höhere Widerstandsfähigkeit gegenüber bestimmten Beanspruchungsarten aufweisen. Monomaterialbauteile stoßen jedoch bei den etablierten Produktionsprozessen immer mehr an ihre werkstoffspezifischen Grenzen, so dass eine signifikante Steigerung der Produktqualität und Wirtschaftlichkeit ausschließlich durch die Kombination von Werkstoffen mit jeweils an die Anforderung des Bauteils angepassten Eigenschaften zu erwarten ist.
ZIELSETZUNG
Das übergeordnete Ziel des Sonderforschungsbereichs 1153 „Tailored Forming“ ist es, die Potentiale für hybride Massivbauteile auf der Basis eines neuen zugeschnittenen Fertigungsprozesses unter Verwendung von gefügten Halbzeugen zu erschließen. Im Gegensatz zu bestehenden Herstellungs- und Fertigungsprozessen von hybriden Massivbauteilen, bei denen der Fügeprozess erst während der Umformung oder am Ende der Fertigungskette erfolgt, werden im SFB maßgeschneiderte Halbzeuge verwendet, welche vor dem Formgebungsprozess gefügt werden. Auf diese Weise soll es zukünftig möglich sein, komplexe hochbelastbare Massivbauteile aus unterschiedlichen metallischen Materialien zu fertigen, die nach dem aktuellen Stand der Technik noch nicht herstellbar sind.
Wissenschaftliche Fragestellungen
- Welche unterschiedlichen Werkstoffkombinationen und Fügeoperationen eignen sich für die neue Technologie?
- Welche mechanischen und physikalischen Materialeigenschaften lassen sich durch die Umformung bzw. durch die Erzeugung von Eigenspannungen im Gefüge erzielen und in welcher Weise wird die Fügezone durch den Fertigungsprozess beeinflusst?
- Welche Formgebungsgrenzen und Geometrien sind in Abhängigkeit von der gewählten Werkstoffpaarungen realisierbar und welche lokal unterschiedlichen Umformgrade sind durch angepasste Formgebungsprozesse herstellbar?
- Wie kann eine Modellierung der Umformprozesse erfolgen, so dass unter Berücksichtigung der spezifischen Materialkombination und deren Fügezone der Fertigungsprozess ausreichend genau abgebildet werden kann und somit Vorhersagenund Rückschlüsse auf definierte Problemstellungen in Fertigungsprozessen ermöglicht werden?
- Welche Gestaltungsprinzipien müssen unter Einbindung der spezifischen Materialeigenschaften und der Fügequalität im Hinblick auf die Bauteile beachtet werden und welche Maßnahmen sind zur Prozessüberwachung und Qualitätssicherung derartiger Bauteile notwendig?
