Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Universität Erlangen-Nürnberg



Layered Lightweight Materials with Functional Gradients



Projektstatus: laufend

Mitarbeiter


Dieses Teilprojekt des Exzellenzclusters "Engineering of Advanced Materials" (EAM) beschäftigt sich in der zweiten Förderphase mit der Einbringung von Eigenschaftsgradienten über die Blechdicke mittels einer Laserwärmebehandlung. Dadurch sollen Delaminationseffekte während der Umformung mehrlagiger, hochfester Aluminumbleche, die im Accumulative Roll Bonding (ARB) Prozess hergestellt wurden, vermieden werden. In Kombination mit einer flächigen, lokalen Wärmebehandlung entsprechend des Prinzips der Tailored Heat Treated Blanks können dadurch Werkstoffe realisiert werden, die prozessangepasste Eigenschaftsgradienten in Dickenrichtung und über die Blechebene aufweisen. In einer ersten Studie an mehrlagigem Reinaluminium wurde untersucht, wie mittels eines Nd:YAG-Lasers in Abhängigkeit der Laserparameter und unterschiedlichen Lagenzahlen verschiedene Eigenschaftsprofile über die Blechdicke realisiert werden können. Beispielhaft ist im Bild unten der Einfluss der Laserleistung auf die Mikrohärteverteilung von ARB-Blechen nach sechs Walzzyklen dargestellt.

 


Forschungsgruppen


Veröffentlichungen

    2017

    • Herrmann, J.; Merklein, M.:
      Herstellung und Umformeigenschaften hochfester mehrlagiger Aluminiumlegierungen der 6000er-Serie.
      In: Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung (Hrsg.): Energie / Effiziente Verarbeitung zukunftsweisender Leichtbauwerkstoffe, 2017, S. 263-271

    • Herrmann, J.; Suttner, S.; Merklein, M.:
      Experimental investigation and numerical modeling of the bond shear strength of multi-layered 6000 series aluminum alloys.
      Procedia Engineering 183(2017)C, S. 283-290

    2016

    • Merklein, M.; Herrmann, J.:
      Accumulative Roll Bonding of precipitation-hardenable aluminum alloys of the 6000 series in a warm rolling process.
      In: ASMET (Hrsg.): Proc. ROLLING Conference, 2016, S. 699-708

    • Merklein, M.; Graser, M.; Degner, J.; Lechner, M.; Herrmann, J.:
      Tailoring material properties in forming technology by a local heat treatment.
      In: Gronostajski, Z. (Hrsg.): Advanced Metal Forming Processes in Automotive Industry, 2016, S. 45-52

    • Merklein, M.; Herrmann, J.:
      Effect of a Local Laser Heat Treatment on the Formability of Multi-layered 6000 Series Aluminum Alloys.
      Physics Procedia 83(2016), S. 560-567

    2015

    • Pellegrino, S.; Fratini, L.; Merklein, M.; Böhm, W.; Nguyen, H.:
      Modeling of the Plastic Characteristics of AA6082 for the Friction Stir Welding Process.
      Key Engineering Materials 639(2015), S. 309-316

    • Böhm, W.; Merklein, M.; Lechner, M.:
      Innovative aluminium lightweight design by the combination of Accumulative Roll Bonding and local intermediate heat treatment.
      Materials Today: Proceedings 2(2015)10, S. 4992–4997

    2014

    • Merklein, M.; Böhm, W.:
      Accumulative Roll Bonding: Forming Behavior, Tailored Properties and Upscaling Approach.
      Adv. Mater. Res. 907(2014), S. 3-16

    • Böhm, W.; Merklein, M.:
      Manufacturing of high-strength aluminum sheet metal in the Accumulative Roll Bonding process.
      In: Liewald, M. (Hrsg.): New Developments in Sheet Metal Forming, Werkstoff-Informationsgesellschaft, 2014, S. 293-302

    • Böhm, W.; Merklein, M.:
      Laser-assisted property gradients in multi-layered aluminum.
      Physics Procedia 56(2014), S. 1419–1426

    2013

    • Hagenah, H.; Böhm, W.; Breitsprecher, T.; Merklein, M.; Wartzack, S.:
      Modelling, Construction and Manufacture of a Lightweight Robot Arm.
      Procedia CIRP 12(2013), S. 211-216

    • Fratini, L.; Merklein, M.; Böhm, W.; Campanella, D.:
      Modelling Aspects in Accumulative Roll Bonding process by Explicit Finite Element Analysis.
      Key Eng. Mater. 549(2013), S. 452-459

    • Ruppert, M.; Böhm, W.; Nguyen, H.; Höppel, H. W.; Merklein, M.; Göken, M. :
      Influence of upscaling accumulative roll bonding on the homogeneity and mechanical properties of AA1050A.
      J. Mat. Science 48(2013)24, S. 8377-8385

    2012

    • Maier, V.; Hausöl, T.; Schmidt, C. W.; Böhm, W.; Nguyen, H.; Merklein, M.; Höppel, H. W.; Göken, M.:
      Tailored Heat-treated Accumulative Roll Bonded Aluminum Blanks: Microstructure and Mechanical Behavior.
      Metallurgical and Materials Transactions A 43(2012)9, S. 3097-3107

    • Hausöl, T.; Schmidt, C. W.; Maier, V.; Böhm, W.; Nguyen, H.; Merklein, M.; Höppel, H. W.; Göken, M.:
      Formability of Ultrafine-Grained AA6016 Sheets Processed by Accumulative Roll Bonding.
      Key Eng. Mater. 504-506(2012), S. 575-580

    2011

    • Merklein, M.; Biasutti, M.; Nguyen, H.; Böhm, W.:
      Flow Behaviour of Advanced Aluminium Materials.
      In: Hirt, G.; Tekkaya, E.A. (Hrsg.): Steel research international: Special Edition: 10th International Conference on Technology of Plasticity, Wiley-VCH Verlag GmbH&Co. KGaA, 2011, S. 1066-1071

    Letztes Update: 21.11.2017