EfoS

EfoS – Oberflächenveränderung bei der Karosserieteilherstellung

 

Motivation

Die Entwicklungen in der Blechumformung erfordern einen zunehmend höheren Informationsgehalt bezüglich der verwendeten Bleche, beginnend mit dem Halbzeug über die Veränderungen im Herstellungsprozess bis hin zu den Eigenschaften dieser im fertigen Produkt. Während die Halbzeugeigenschaften durch umfangreiche Materialcharakterisierung sehr gut erfasst werden, besteht ein nur sehr geringer Informationsgehalt bezüglich der Eigenschaften des umgeformten Bauteils, insbesondere die der Oberflächentextur. Eine Ableitung von Oberflächeneigenschaften des umgeformten Bauteils aus den Halbzeugeigenschaften geht mit großen Vereinfachungen einher. Vor allem die während der Umformung in das Blech induzierten Dehnungen führen zu einer deutlichen Aufrauhung der Blechoberfläche, welche mit gängigen Methoden nicht abgebildet werden kann.

 

Zielsetzung

Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung einer ganzheitlichen Qualifizierungsmethodik für die Karosserieblechumformung unter Berücksichtigung des Dehnungseinflusses auf Folgeprozesse (Klebbarkeit, Korrosionsschutz, Lackerscheinung). Die experimentelle Basis hierfür bildet die Entwicklung einer Laborprüfmethodik zur Erzeugung unterschiedlicher Dehnungszustände an großen, ebenen Blechproben. Mit dieser Prüfmethodik erfolgen Untersuchungen zum Materialverhalten, insbesondere zu umforminduzierten Oberflächenveränderungen durch biaxiale Dehnungen. Außerdem wird der Zusammenhang zwischen der Oberflächenveränderung und der Qualität der Folgeprozesse wie Lackerscheinung analysiert. Zusätzlich wird ein numerisches Modell mit Berücksichtigung der Kornstruktur des Bleches zur umforminduzierten Oberflächenanalyse entwickelt. Darauf aufbauend wird eine Software zur Qualifizierung von Umformblechen entwickelt. Diese soll die Oberflächenveränderungen von Umformblechen in Abhängigkeit der Dehnungszustände prognostizieren und qualifizierte Aussagen über deren Nachverarbeitungseigenschaften ermöglichen.

 

[01] Einfluss der uniaxialen Dehnung auf Oberflächentopographie (links). Experimenteller Aufbau zur Aufbringung definierter Dehnungen in ebene Blechproben (rechts).

 

Lösungsweg

In enger Kooperation mit den Projektpartnern Filzek TRIBOtech und der Opel Automobile GmbH wird ein anwendungsnaher, experimenteller Umsetzungspfad verfolgt. Dabei wird durch Filzek TRIBOtech ein Werkzeug entwickelt mit dem das Erzeugen definierter, biaxialer Dehnungen auf ebenen Blechproben ermöglicht wird.

Der Fokus der Forschungsstelle (PtU) liegt vor allem auf dem wissenschaftlichen Aspekt. So wird mit dem Aufbau eines numerischen Modells ein Tool geschaffen mit dem die Prognose der dehnungsinduzierten Oberflächenwandlung ermöglicht wird. Dabei soll durch die Übertragung realer Kornstrukturen und -Orientierungen eine hohe Genauigkeit erzielt werden.

[02] Schematischer Ablauf des wissenschaftlichen Projektschwerpunktes
[02] Schematischer Ablauf des wissenschaftlichen Projektschwerpunktes
 

Danksagung

Dieses Projekt (HA-Projekt-Nr.: 652/18-75) wird im Rahmen von Hessen Modell Projekte aus Mitteln der LOEWE – Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz, Förderlinie 3: KMU-Verbundvorhaben gefördert. Zusätzlich gilt der Dank an die Projektpartner Filzek TRIBOtech und Opel Automobile GmbH.