Geometrically influenced non-linear interaction of process parameters on dimensional accuracy of sheet metal forming parts

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Das Forschungsvorhaben soll zur übergeordneten Zielsetzung der Ermittlung von Regeln und Ähnlichkeitsgesetzen zur Skalierung von Blechumformprozessen beitragen. Der Schwerpunkt der geplanten Untersuchungen liegt auf dem komplexen Phänomen der Rückfederung nach dem Umformprozess und den damit verbundenen Abweichungen der Form- und Maßhaltigkeit insbesondere bei Biege- und Tiefziehteilen. Im Blick sind signifikante Skalierungseffekte bei Veränderungen i) der Werkstückgeometrie, z. B. vom kleineren (ggfs. Modell-) Teil zum Großteil oder umgekehrt, ii) der Blechdicke, z.B. von üblichen Feinblechen zu dünnsten Blechen oder iii) der elasto-plastischen Werkstoffeigenschaften, z.B. vom gut umformbaren Tiefziehblech zu höchstfesten Stahlwerkstoffen. Dabei sollen die vielschichtigen geometrieinduzierten Wechselwirkungen und Nichtlinearitäten der dominierenden Prozessparameter bei einer Skalierung erforscht und die Möglichkeiten zur gezielten Beeinflussung bzw. Minimierung der Form- und Maßhaltigkeit untersucht werden. In der Blechumformung führt oft schon die Veränderung eines einzelnen Parameters zu nicht unmittelbar vorhersagbaren Effekten. Beispielsweise sind bereits bei dem recht einfachen Umformprozess des freien Biegens abhängig von der Breite oder Dicke eines Bleches Aufwölbungen quer zur Biegerichtung zu beobachten, die den Rückfederungsbetrag entscheidend beeinflussen. Solche Effekte der Wechselwirkung zwischen elasto-plastischem Werkstoffverhalten und Bauteilgeometrie lassen sich ebenfalls bei komplexeren Umformprozessen wie dem Tiefziehen beobachten, allerdings sind die einzelnen Einflussparameter schwerer getrennt zu behandeln.