Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Universität Erlangen-Nürnberg

Simulationsgestützte Prozessauslegung für das Innenhochdruck-Umformen von Blechpaaren



Datum: 19.12.2000


Autor


Berichterstatter

  • Prof. Dr.-Ing. M. Geiger
  • Prof. Dr.-Ing. K. Roll, Daimler Chrysler AG

Beim Innenhochdruck-Umformen von Blechpaaren werden zwei Bleche durch einen aufzubringenden Wirkmediendruck in einem Werkzeug umgeformt, so dass ein Hohlraum zwischen den Blechen entsteht. Durch den Einsatz flächiger und in der Form variabler Platinenzuschnitte kann ein breites Spektrum steifer und komplex geformter Bauteile für den Karosseriebau und den Fahrwerksbereich eines Pkws hergestellt werden. Im Rahmen der Arbeit wurde ein an die Geometrie eines Realteils angelehntes Bauteil mit Hilfe der Finite-Elemente-Simulation und mit experimentellen Versuchen ausgelegt, untersucht und hergestellt. Aufgrund der gewählten Geometrie wurden zunächst in der Simulation und in späteren Versuchen verschiedene Bauteilfehler festgestellt. Neben den von anderen Blechumformverfahren bekannten Versagensfällen Bersten und Reißen traten zusätzlich verschiedene Formen der Faltenbildung auf, die teilweise durch eine gewölbte Werkzeugtrennfläche initiiert wurde. Zur Vermeidung dieser verfahrensspezifischen Faltenbildung wurden an Hand eines drei-dimensionalen FEM-Modells verschiedene Prozessführungen entwickelt, um ein optimales Umformergebnis zu erzielen. Die gezielte Steuerung der Niederhalterkraft in Abhängigkeit des wirkenden Drucks wurde entsprechend den durchgeführten Simulationen im Versuch umgesetzt, wobei die Ergebnisse bestätigt wurden. Der Einsatz der vorgeschlagenen Strategien führt zu einem verbesserten Umformergebnis des betrachteten und ähnlich gestalteter Bauteile.