Eigenschaftsgeregelte mehrstufige Warmblechumformung

Das mehrstufige Presshärten ermöglicht die Fertigung von gehärteten Bauteilen mit komplexen Geometrien. Allerdings nehmen die Schwankungen der Produkteigenschaften mit jeder zusätzlichen Prozessstufe zu. Grund hierfür sind komplexe Wechselwirkungen zwischen der Temperatur, Umformung und der Mikrostruktur des Bauteils. Daher soll in diesem Projekt eine Regelung der Produkteigenschaften des Bauteils anhand eines Presshärteprozesses mit zwei Erwärmungsstufen und zwei Umformschritten entwickelt werden. Beim Presshärten ist eine charakteristische Produkteigenschaft die Härte des Bauteils. Für eine Regelung dieser Eigenschaft muss der aktuelle Zustand ermittelt werden. Beeinflusst wird die Härte durch die Mikrostruktur des Materials, welche im Prozess nicht messbar ist. Allerdings resultiert die Mikrostruktur aus der thermischen und mechanischen Historie des Bauteils, wovon die Temperatur im Prozess an bestimmten Zeitpunkten gemessen werden kann. Für die vollständige thermomechanische Historie werden zusätzlich zu den Messungen mehrere Modelle genutzt, um letztendliche die resultierende Mikrostruktur und somit die Härte vorherzusagen. Anhand dieser Prognose werden die Prozessparameter angepasst, um die Soll-Härte einzustellen.

[Vom IUL]

Martschin, J., 2025. In-situ-Vorhersage und Einstellen der Produkteigenschaften beim mehrstufigen Presshärten im Folgeverbundwerkzeug. Dissertation. Technische Universität Dortmund. ISBN: 978-3-8191-0337-7

Martschin, J., Rethmann, P., Grodotzki, J., Wrobel, M., Meurer, T., Tekkaya, A.E., 2024. Quick prediction of thinning in stretch forming of hat-shaped profiles during multi-stage hot sheet metal forming. Journal of Materials Processing Technology 327 (2024), 118365. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2024.118365

Martschin, J., Wrobel, M., Grodotzki, J., Tekkaya, A.E., 2023. Tailoring the hardness in multi-stage press hardening of 22MnB5 sheet material in a progressive die. ICTP 2023. https://doi.org/10.1007/978-3-031-40920-2_10

Martschin, J., Wrobel, M., Grodotzki, J., Meurer, T., Tekkaya, A.E., 2023. Soft sensors for property‐controlled multi‐stage press hardening of 22MnB5. AUIN. https://doi.org/10.1007/s42154-023-00238-z

Martschin, J., Wrobel, M., Meurer, T., Kolpak, F., Tekkaya, A.E., 2022. Entwicklung von Softsensoren für das eigenschaftsgeregelte mehrstufige Presshärten. In: Ideen Form geben: 36. ASK Umformtechnik – Tagungsband, Verlagshaus Mainz GmbH Aachen. S. 283 – 292. ISBN: 978-3-95886-460-3

Martschin, J., Meya, R., Klöser, D., Meurer, T., Tekkaya, A.E., 2021. Control-Oriented Characterization of Product Properties during Hot Hole-Flanging of X46Cr13 Sheet Material in a Progressive-Die. Metals, https://doi.org/10.3390/met11020349

[Nicht kostenfrei zugänglich]

Martschin, J., Wrobel, M., T., Tekkaya, A.E., 2024. Influence of Multi-Step Forming on the Hardness and Microstructure of Rapidly Austenitized 22MnB5. 9th International Conference on Hot Sheet Metal Forming of High-Performance Steel – CHS² 2024, Nashville, U.S.A.

[Vom KIT]

Baumann, H., Nazarenus, J., Martschin, J., Tekkaya, E., Meurer, T., 2025. 2D Sheet Temperature Estimation for Multi-Stage Press Hardening in a Progressive Die. IFAC, vol. 59, S. 133–138. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2025.03.024

Wrobel, M., 2024. Model- and Data-Based Estimator and Control Design for Metal Forming Processes. Dissertation. Karlsruher Institut für Technologie (KIT). https://doi.org/10.5445/IR/1000174023

Wrobel, M., Martschin, J., Meurer, T., Tekkaya, A.E., 2023. Data-driven Temperature Estimation for a Multi-Stage Press Hardening Process. IFAC, vol. 56, S. 4525-4257. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2023.10.1785

Klöser, D., Martschin, J., Meurer, T., Tekkaya, A.E., 2021. Reduced order modelling for spatial-temporaltemperature and property estimation in a multi-stage hot sheet metal forming process. AIME, https://doi.org/10.1016/j.aime.2021.100055

[Gemeinsam vom SPP2183]

Homberg, W., Arian, B., Arne, V., Borgert, T., Brosius, A., Groche, P., Hartmann, C., Kersting, L., Laue, R., Martschin, J., Meurer, T., Spies, D., Tekkaya, A.E, Trächtler, A., Volk, W., Wendler, F., Wrobel, M., 2024. Softsensors: key component of property control in forming technology. Prod. Eng. Res. Devel., vol. 18, S. 603–614. https://doi.org/10.1007/s11740-023-01227-1

Link zur Projektseite:

https://spp2183.de/projekt-10/