Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Universität Erlangen-Nürnberg

Grundlegende Untersuchungen einer neuen Rapid Tooling Technik für die Blechumformung



Datum: 06.08.2004


Autor

  • Dr.-Ing. Thorsten Schell

Berichterstatter

  • Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. mult. Dr.h.c. M. Geiger
  • Prof. Dr.-Ing. H. Hoffmann, TU München

Rapid Tooling Techniken stellen innovative Fertigungstechnologien für die schnelle und vollautomatisierte Herstellung von Werkzeugen dar. Ausgehend vom bestehenden Rapid Prototyping (RP) Verfahren Laminated Object Modelling (LOM) werden in dieser Dissertation das zum Einsatz kommende Werkstoffsystem und auch der Fertigungsprozess weiterentwickelt, um belastungsoptimierte Werkzeuge herstellen zu können. Dabei werden zur Steigerung der mechanischen Festigkeiten der Papier-LOMWerkzeuge in einem zusätzlichen Prozessschritt diese vollständig mit Epoxydharz infiltriert. Die für die Werkstoffbeschreibung notwendigen Materialkennwerte werden in experimentellen Versuchen ermittelt. Der RPtypische, schichtweise Aufbau erfordert die Bestimmung der, von der jeweiligen Belastungsrichtung abhängigen, mechanischen und tribologischen Kennwerte. Ausgehend von diesen anisotropen Werkstoffkennwerten erfolgt die Modellierung des Umformvorgangs mit volumenvernetzten Werkzeugen. Hierdurch lässt sich insbesondere der durch die Deformation des belasteten Werkzeugs beeinflusste Umformprozess vorhersagen. Die technische und wirtschaftliche Eignung des neuen Werkstoffsystems wird anhand ausgewählter Probegeometrien aus der Automobil- und Luftfahrtpraxis überprüft. Dabei zeigt sich das Potential dieser neuen Technologie zur Herstellung von Werkzeugen für die schnelle und kostengünstige Fertigung von Prototypen aus Aluminium- und Stahlblech.