Increase of the process stability during internal high-pressure sheet metal forming with feed back control

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Das Innenhochdruck-Umformen von unverschweißten Blechen ist ein wirkmedienbasiertes Umformverfahren zur Fertigung von hohlförmigen Bauteilen aus zwei Blechzuschnitten. Die Abdichtung und der Materialfluss sind bei diesem Verfahren im wesentlichen abhängig von den während der Umformung eingestellten Niederhalterkräften. Zu hohe Schließkräfte bewirken erhöhte Streckziehanteile und frühzeitige Materialeinschnürungen in kritischen Bauteilbereichen, was letztendlich zu Materialversagen führen kann. Sind die Zuhaltekräfte hingegen zu niedrig, äußert sich dies in Form von Faltenbildungen durch Materialanhäufung in Bereichen tangentialer Stauchung oder Undichtigkeiten des verwendeten Werkzeugsystems. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung einer neuartigen Regelung, die es erlaubt, beim IHU von unverschweißten Blechen, weitgehend unabhängig von Systemparameterschwankungen und ohne aufwendige Vorauslegung der Prozesssteuerung, ein optimiertes Umformergebnis zu erreichen. Grundgedanke ist es, während des Umformvorgangs auftretende Undichtigkeiten optisch zu erfassen, zu quantifizieren und einem geschlossenen Regelkreis zugänglich zu machen. Die zu entwickelnde Prozessregelung soll es ermöglichen, auf Basis der in Echtzeit ermittelten Undichtigkeitsintensität, den IHU-Prozess automatisiert im nahen Bereich der Dichtgrenze und somit des optimalen Materialflusses zu fahren. Nach erfolgreicher Installation, Überprüfung, Konfiguration und Programmierung eines optoelektronischen Messsystems sowie der Umsetzung eines geschlossenen Regelkreises soll die Erprobung an einem rechteckigen, längsorientierten Bauteil mit ebenem Boden erfolgen. Auf Basis der dadurch gewonnenen Erkenntnisse ist die Prozessregelung zu optimieren und auch auf andere Bauteile, die erhöhte Anforderungen an die Schließkrafteinleitung erfordern, anzuwenden.