Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Universität Erlangen-Nürnberg

Innenhochdruck-Umformen von Blechpaaren: Modellierung, Prozeßauslegung und Prozeßführung



Datum: 07.09.1999


Autor


Berichterstatter

  • Prof. Dr.-Ing. Dr.h.c. M. Geiger
  • Prof. Dr.-Ing. K. Roll, Stuttgart

Das Innenhochdruck-Umformen von Blechpaaren ist ein innovatives Verfahren der Blechumformung, das bei der Herstellung von hochsteifen Strukturkomponenten in Fahrzeugkarosserien Anwendung finden soll. Bei diesem Verfahren erfolgt die gleichzeitige Umformung von zwei Platinen durch einen Wirkmediendruck, der im abgedichteten Hohlraum zwischen den beiden Zuschnitten aufgebaut wird. Ziel der Arbeit war es, das bestehende Wissensdefizit über die grundlegenden Wirkzusammenhänge der Prozeßparameter zu beheben und gesicherte Grundlagen für eine zukünftige industrielle Einführung des Verfahrens zu schaffen. Der Prozeß wurde zunächst in einem analytischen Modell und in der numerischen Simulation abgebildet, um die Einflußgrößen auf den Prozeß zu identifizieren. Dies schaffte die Voraussetzungen für die zielgerichtete Erarbeitung, die exakte Formulierung und die fundierte Verallgemeinerung der aufgedeckten Zusammenhänge. In der anschließenden Phase der Analyse wurden insbesondere die Wechselwirkungen zwischen den beiden verschweißten oder unverschweißten Platinen mit besonderer Aufmerksamkeit betrachtet. Die theoretisch und experimentell ermittelten Versagensfälle (Undichtwerden, Bersten) sowie charakteristische Prozeßzustände (z.B. Klemmgrenze) wurden in einem Prozeßfenster zusammengefaßt, das für die Prozeßauslegung genutzt werden kann. In der abschließenden Phase der Synthese wurden Maßnahmen vorgeschlagen und erprobt, um den Prozeßablauf in Hinblick auf das erreichbare Umformergebnis optimal zu steuern bzw. zu regeln. Hierzu gehören neben der Einstellung optimaler Verläufe der Prozeßparameter auch werkzeug- und regelungstechnische Maßnahmen zur Kontrolle der Umformung.