Profilrichten – Profilrichten beim Rollformen* durch partielles Auswalzen

In diesem Projekt wird ein innovatives Verfahren zum Richten von Rollformprofilen entwickelt. Da Richtoperationen aktuell beim Rollformen noch stark erfahrungsbasiert und somit weniger effizient sind, wird in diesem Projekt ein Diagnosetool aufgebaut, welches basierend auf einem Berechnungsmodell der Längsdehnungsverteilungen Profile richtet. Dabei sollen gezielt durch ein partielles Auswalzen Längsdehnungen eingebracht werden, um die Dehnungsverteilung zu homogenisieren und somit die Profilfehler zu eliminieren. Dieser Einfluss wird sowohl numerisch als auch experimentell untersucht.

Projektverantwortliche: Burcu Güngör M. Sc.
Laufzeit: Mai 2020 – April 2022
Förderlinie: AiF FOSTA

Motivation

Aktuelle Nachhaltigkeitsziele beinhalten eine effiziente Nutzung von Ressourcen. Da rollgeformte Produkte einen großen Anteil der Weltstahlproduktion abdecken, ist es ein Ziel den Ausschuss in dieser Branche zu minimieren. Desweiteren sichert die Weiterentwicklung des Fertigungsverfahrens Rollformen wichtige Anwendungsfelder für den Werkstoff Stahl. In diesem Bereich herrscht aktuell eine zunehmende Produktdiversifikation, wodurch die Anforderungen an die Flexibilität des Produktionsprozesses und an Rüst- und Richtzeiten enorm steigen. Parallel sind Unsicherheiten im Halbzeug und damit schwankende Blecheigenschaften vorhanden, diese bewirken in Kombination mit den im Prozess eingebrachten Längsdehnungen Abweichungen der Geometrie von der Geradlinigkeit. Diese Herausforderungen führen zum Ziel einer Erhöhung der Robustheit des Profilrichtens und der Senkung der Richtiterationen, um Unsicherheiten hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit und der Wettbewerbsfähigkeit des Prozesses zu mindern. Um das Ziel der Emissionsreduktion und der Wirtschaftlichkeitssteigerung zu erreichen, soll ein zuverlässiges und effizientes Verfahren zum Richten von Profilen entwickelt werden.

Vorgehen zur Entwicklung der Methodik und Ergebnisse zur Längsdehnungsverteilung sowie Krümmung bei variierender Profilierspaltzustellung
[1] Vorgehen zur Entwicklung der Methodik und Ergebnisse zur Längsdehnungsverteilung sowie Krümmung bei variierender Profilierspaltzustellung

Lösungsweg

Im Rahmen dieses Projektes werden numerische und experimentelle Untersuchungen durchgeführt, um Einflussgrößen auf die Längsdehnung und die Abweichungen der Profilgeradlinigkeit zu identifizieren und quantifizieren. Geometrische, materialseitige und prozessseitige Parameter werden zu diesem Zweck variiert. Auf Basis der numerischen und experimentellen Erkenntnisse wird ein analytisches Modell zur Vorhersage der Längsdehnungsverteilung aufgebaut. Basierend auf diesem Modell werden effektive Gegenmaßnahmen abgeleitet. Um gerade fehlerfreie Profile herzustellen, werden Profile mit verschiedenen Geometrien und Materialien mithilfe des partiellen Auswalzens gerichtet. Das Vorgehen zur Entwicklung des Verfahrens und erste Ergebnisse werden in Abbildung 1 dargestellt. Weitere Untersuchungen des Einflusses von Prozess- und Materialparametern sollen das Verfahren des partiellen Auswalzens weiter optimieren.

Danksagung

Die hier dargestellten Forschungsarbeiten finden im Rahmen des IGF-Vorhabens Nr. 20960N VP1418 der Forschungsvereinigung Bundesministerium für Wirtschaft und Energie über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert wird.

Ferner bedanken wir uns bei allen Industriepartnern, die das Forschungsprojekt „Profilrichten durch partielles Auswalzen“ im Projektbegleitenden Ausschuss unterstützen.

Gefördert durch

Projektpartner

*offizieller Projekttitel: „Profilrichten beim Walzprofilieren durch Partielles Auswalzen“; Prozessbezeichnung „Walzprofilieren“ nach DIN 8586 (2003-09-00), seit 2020 wird in Fachkreisen die Prozessbezeichnung Rollformen verwendet. Eine Namensänderung in der DIN-Norm wurde initiiert.