Modellierung der Blechumformung durch eine Kombination verschiedener inkrementeller Verfahren

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Stauchen, Strecken und Treiben sind Freiformverfahren für Blechwerkstoffe. Durch Kombination dieser drei inkrementellen Umformverfahren, in Verbindung mit einer Vielzahl von Umformschritten, können Teile erzeugt werden, die durch konventionelle Verfahren wie das Tiefziehen oder Streckziehen nicht hergestellt werden können. Dies ist der Fall, da es möglich ist, Umformung in Bereiche des Bauteils zu verlagern, die bei konventioneller Umformung nicht voll genutzt werden können. Darüber hinaus ist es durch eine geeignete Kombination dieser drei Verfahren möglich, in Blechwerkstoffen gezielte Materialaufdickungen und -ausdünnungen zu erreichen. Somit können Platinen für herkömmliche Umformverfahren in kritischen Bereichen (z.B. bei Gefahr der Rißbildung) verstärkt werden. Je nach Anwendungsfall können bei diesen Platinen die eingebrachten Kaltverfestigungen für die weitere Umformung genutzt werden oder, wenn nötig bzw. gewünscht, nach rekristallisierender Glühung, das wiedergewonnene volle Formänderungsvermögen genutzt werden. Um die Vorteile, die diese Verfahrenskombinationen bieten, umsetzen zu können, muß der Umformprozeß mit geeigneten FEM-Programmen oder analytischen Ansätzen simuliert werden, um die Komplexität der Auswirkungen des Zusammenspiels der verschiedenen inkrementellen Verfahren beschreiben zu können. Die große Anzahl der erforderlichen Umformschritte und die Auswirkungen jedes einzelnen Schrittes können jedoch mit der Methodik herkömmlicher Simulationssysteme nicht bewältigt werden. Experimentelle Umformversuche, die mit einem vorhandenen Kraftformer durchgeführt werden, bilden die Grundlage für die Abbildung der drei Umformverfahren. Mit dem Kraftformer ist es möglich, die verschiedenen Umformverfahren zu kombinieren. Dadurch können die Simulationsansätze experimentell validiert und abgeglichen werden. Hierzu werden geeignete Vereinfachungen für die Modellierung der Prozesse ermittelt, um die erforderliche Rechenzeit zu optimieren.