Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Universität Erlangen-Nürnberg

Flexible Formgebung von Blechen durch Laserstrahlumformen



Datum: 21.12.2000


Autor


Berichterstatter

  • Prof. Dr.-Ing. M. Geiger
  • Prof. Dr.-Ing. R. Kopp, RWTH Aachen

Wesentliches Ziel dieser Arbeit war die Erarbeitung eines grundlegenden Verständnisses der Umformmechanismen und der Prozessbeeinflussungen beim räumlichen Laserstrahlumformen von Blechen, welches eine Aussage über die Einsatzpotentiale des Verfahrens zur flexiblen Formgebung von Blechen im Bereich der Prototypen- und Kleinserienfertigung ermöglichen sollte. Zur Bestimmung des Einflusses der besonderen, geometrisch bedingten Randbedingungen des räumlichen Umformprozesses wurde zunächst der Übergang vom geradlinigen Laserstrahlbiegen zum räumlichen Laserstrahlumformen anhand des Laserstrahlbiegens von Übergangsgeometrien mit gekrümmter Biegekante untersucht. Diese Untersuchungen zeigten die starke Beeinflussung des Prozesses durch die geometrisch induzierten Dehnungsbehinderungen während der Ausdehnungs- und der Kontraktionsphase der Bestrahlung. Auf der Basis dieser Erkenntnisse wurde eine Analyse der zur flexiblen Formgebung sinnvoll einsetzbaren Bestrahlungsarten und der daraus resultierenden Formgebungsmöglichkeiten durchgeführt, welche die Ableitung elementarer Bestrahlungsstrategien für das räumliche Laserstrahlumformen ermöglichte. Eine iterative Fertigungsfolge auf der Basis einfacher Grundbestrahlungssequenzen, einer adaptiven Nachbestrahlungsstrategie sowie intermittierenden Vermessungszyklen zeigte am Beispiel der Referenzgeometrie einer Kugelkalotte die prinzipielle Machbarkeit der gezielten räumlichen Formgebung durch Laserstrahlumformen. Ergänzend hierzu wurden im Rahmen dieser Arbeit die aus der Laserbestrahlung resultierenden Veränderungen des Werkstoffgefüges und der mechanischen Eigenschaften untersucht und bewertet. Damit war es abschließend möglich, optimierte Bestrahlungsregeln für die flexible Formgebung von Blechen durch Laserstrahlumformen zu definieren.