Größere Umformgrade sowie geringere Werkzeugbeanspruchungen durch Umformung im voll- statt teilplastischen Zustand

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Geringe realisierbare Umformgrade, Probleme mit hochfesten Werkstoffen und dem elastisch rückfedernden Anteil der Umformung, mangelhafte Oberflächenqualität, ein ungünstiger Faserverlauf bei der Herstellung von komplexen Geometrien und lokal hohe Flächenpressungen sind große Probleme bei der Fertigung mit gängigen Fließpresswerkzeugen. Gründe sind oftmals die Formgebung im teilplastischen Zustand des Werkstoffes und die somit auftretenden Schubspannungen. Ziel dieser Forschungsarbeit ist eine Umformung zu erreichen, die erst nach der vollständigen Plastifizierung des gesamten Werkstoffes erfolgt und somit die zuvor genannten Nachteile weitgehend vermeidet. Insbesondere wird die ansonsten häufig auftretende Rückfederung durch die vollplastische Umformung gemindert. Im vollplastischen Zustand ist der Werkstoff extrem duktil und lässt daher zusätzliche Schiebungen oder Biegungen zu, da diese zusätzlichen Formänderungen sich nur noch im Bereich des Fließkurvenanstiegs bewegen und damit nur einen geringfügigen zusätzlichen Spannungsanstieg zu Folge haben. Bei den Berechnungen in der elementaren Plastizitätstheorie werden z. B. Biegungs- und Schiebungsarbeiten normalerweise dann nicht berücksichtigt, wenn der Werkstoff vollplastisch ist. Im Rahmen dieser Forschungsarbeit wird die relevante Prozessführung simuliert und ein Werkzeugkonzept entworfen und realisiert. Anschließend werden die Ergebnisse der Simulation mit realen Versuchen verglichen. Dabei werden die experimentell gewonnenen Daten genützt, um die Simulationsmodelle zu verifizieren und zu optimieren.