Transferprojekt: Stegblechumformung für den Karosseriebau

Transferprojekt: Stegblechumformung für den Karosseriebau

 

Motivation

Die Idee der Versteifung von flächigen Blechstrukturen durch verzweigte Querschnitte ist Vorbildern aus der Natur nachgeahmt. Die Technologie bietet ein enormes Leichtbaupotential und ein breites Anwendungsspektrum, bspw. im Fahrzeugbau oder der Architektur. Die Reihenfolge der in Abbildung [1] dargestellten Prozesskette (Verzweigungsgenerierung vor Umformprozess) spielt dabei eine wichtige Rolle, da sich der Fügeprozess zwischen Steg und Grundblech im ebenen Zustand sehr viel einfacher durchführen lässt als in einer dreidimensionalen Bauteilkontur.

 
Prozesskette der Stegblechumformung
[1] Prozesskette der Stegblechumformung
 

Zielsetzung

Die grundlagenwissenschaftliche Machbarkeit der Stegblechumformung wurde im Rahmen der Arbeiten des Sonderforschungsbereichs 666 nachgewiesen. Um die wissenschaftliche Entwicklung der Technologie zu vollenden, wird der Erkenntnistransfer in die Industrie im Rahmen des DFG Transferprojekts „Stegblechumformung für den Karosseriebau“ seit Juli 2017 durchgeführt. LÄPPLE Automotive mit der umfangreichen Erfahrung und einem großen Produktespektrum im Karosseriebau ist hierfür der ideale Partner und kann durch dieses Projekt sein Portfolio durch eine innovative Leichtbaustrategie und Prozessknowhow beim Laserschweißen bzw. dem Fertigen komplexer Ziehteile erweitern. Ziel des Projekts ist die Fertigung eines Stegblech-Prototypen, welcher das große Leichtbaupotential der Technologie in Anlehnung an ein bestehendes Serienprodukt, bspw. ein Strukturteil einer Pkw-Karosserie, eindrucksvoll aufzeigt.

Der Weg zu diesem Ziel wird über 2,5 Jahre zunächst über die Identifikation eines geeigneten Bauteils zur numerischen und experimentellen Prozess- und Produktauslegung führen. In numerischen und experimentellen Untersuchungen soll dabei das gesamte Potential der Technologie ausgeschöpft werden. Nach der bestmöglichen Auslegung der Prozesskette mit Füge- und Umformverfahren, schließt sich eine entsprechende Werkzeugkonstruktion und -fertigung an, bevor Demonstratoren hergestellt und charakterisiert werden können.

Ergebnisse

Die Umformbarkeit von lasergeschweißten Stegblechen mit industrietauglichen starren Werkzeugen konnte bereits erfolgreich nachgewiesen werden (siehe Abbildung [2]). Weiterführende Arbeiten verfolgen das Ziel, die Prozessgrenzen zu erweitern und Auslegungsmodelle für ein mit Stegen versteiftes Blechbauteil zu entwickeln.

 
Stegblech
[2] Mit starren Werkzeugen umgeformtes Stegblech
 

Danksagung:

Das Transferprojekt wird gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG).