Verfahrenserweiterung zur kontinuierlichen Herstellung von Profilen mit variierendem Querschnitt

Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Erarbeitung der technologischen Grundlagen für die kontinuierliche Herstellung von Profilen mit in Längsrichtung beliebig variierenden Querschnitten. Zu erforschen ist der Gestaltungsspielraum, welcher durch eine Verfahrenskombination aus höhenveränderlichem Sicken und Walzprofilieren eröffnet wird.

Motivation

Die effiziente Materialausnutzung in der Produktion stellt einen wichtigen Ansatz zur Reduktion von Treibhausgasen dar. Die große Chance, dies zu realisieren, liegt in der Neu- und Weiterentwicklung bestehender Fertigungstechnologien der Profilbauweise, die einen wichtigen Beitrag zu Wirtschaftlichkeit, Ressourceneffizienz und ökologischer Verantwortung leisten kann. Innovative Prozesse, der Einsatz maßgeschneiderter Halbzeuge und belastungsangepasste Bauteilgestaltung ermöglichen die weitere Erschließung des Leichtbaupotenzials von Profilen. Den industriell wichtigsten Herstellprozess für Kaltprofile stellt das Walzprofilieren dar, das derzeit auf Profile mit konstantem Querschnitt beschränkt ist.

Zielsetzung

Auf Basis eines grundlegenden Prozessverständnisses des Profilierens höhenveränderlicher Sicken soll eine Prozessauslegung in Abhängigkeit der gewünschten Sickengeometrien erfolgen können. Darauf aufbauend wird die Konzipierung und Realisierung eines Werkzeugsystems für das maßhaltige und fehlerfreie Einbringen höhenveränderlicher Sicken angestrebt.

Zielprofilbauteil mit höhenveränderlicher Sicke
Bild: PtU Bildarchiv
[1] Zielprofilbauteil mit höhenveränderlicher Sicke

Vorgehensweise

Anhand von FE-Berechnungen soll der Herstellprozess ausgelegt werden und die Ergebnisse anschließend im Realversuch verifiziert werden. Das Forschungsvorhaben umfasst vier Arbeitspakete:

1. Numerische Untersuchung von Prozessparametern

Untersuchungen zum Kalibrierprinzip, zur Biegewinkelfolge bzw. Zustellung, zu Sickengeometrieparametern sowie zur Blechdicke und zum Blechwerkstoff und dem jeweiligen Einfluss auf die resultierende Sickengeometrie stehen hierbei im Fokus.

2. Erweiterung der Verfahrensgrenzen

Das Ziel ist die Erhöhung der Profilgenauigkeit einerseits durch prozessseitige Gegenmaßnahmen und andererseits durch Einsatz von Zusatzkomponenten im Rahmen einer werkzeugseitigen Prozesserweiterung.

3. Konstruktion und Fertigung des Werkzeugsystems

4. Experimentelle Untersuchungen und Abgleich mit den Simulationen

Danksagung

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

Deutsche Forschungsgemeinschaft