Einfluss des mehrachsigen Bauschingereffektes in der Kaltmassivumformung

Im Bereich der Kaltmassivumformung kommen zur Fertigung komplexer Bauteile oft mehrstufige Umformprozesse zum Einsatz, bei denen einzelne Werkstoffbereiche teils mehrfach umgeformt werden. In einigen Fällen tritt dabei eine lokale Lastumkehr auf, die anisotrope Verfestigungsphänomene bewirkt. Die konventionelle Annahme isotroper Verfestigung hat damit Fehler bei der Vorhersage von Prozesskräften und Bauteileigenschaften zur Folge, deren Ausmaß bis dato nicht bekannt war.

Es wurden experimentelle Methoden entwickelt, die eine Charakterisierung anisotroper Verfestigungseffekte bis zu Umformgraden von φ = 1,6 erlauben. Die Verfahren wurden für drei Stähle und eine Aluminiumlegierung erfolgreich angewendet. Durch die Verwendung und Modifizierung des Yoshida-Uemori-Verfestigungsmodells konnten alle anisotropen Verfestigungsphänomene mit hoher Genauigkeit über den relevanten Umformgradbereich abgebildet und die Vorhersagequalität von Umformsimulationen bezüglich der Bauteileigenschaften und Prozesskräfte deutlich gesteigert werden (vgl. Bild).