Grundlagenuntersuchungen und Verfahrensentwicklung zur Herstellung belastungsangepasster Bauteile mittels inkrementeller Blechmassivumformung (iBMU)

Das übergeordnete Projektziel war die umformtechnische Herstellung geometrisch komplexer Funktionsbauteile aus Blechen mittels inkrementeller Umformoperationen. Nach dem Aufdicken des Randes erfolgte eine Kalibrierung von Formelementen. Zentrale Fragestellung war, ob die unterschiedlichen Prozesskinematiken der iBMU und die damit einhergehenden Dehnpfade zur gezielten Beeinflussung der mechanischen Bauteileigenschaften genutzt werden können. Numerische Untersuchungen zeigten, dass prozessübergreifend zyklische Lastwechsel auftreten. Experimentelle Härtemessungen ergaben, dass das werkstoffseitige Verfestigungspotenzial, welches bei monotoner Belastung zu beobachten ist, nicht umgesetzt werden kann. Ein weiterer Untersuchungsschwerpunkt lag auf der Reduktion der enormen Werkzeugbelastung mittels elektrischer Stromimpulse (vgl. Bild a). Lokal isolierte Umformwerkzeuge ermöglichen hohe elektrische Stromdichten innerhalb der Umformzone (vgl. Bild b) und damit eine temporäre Reduktion der Umformkraft F von über 50 % ohne Verlust der eingebrachten Kaltverfestigung (vgl. Bild c).