Biegetechnik & Qualität
Flexible Biegeverfahren für Rohre, Profile und Bleche
Wir erforschen das Rohr-, Profil- und Blechbiegen und entwickeln sowohl etablierte Verfahren wie das Rotationszugbiegen und das Schwenkbiegen weiter, als auch komplett neue Biegetechnologien. Im Mittelpunkt steht eine skalierbare und flexible Fertigung, mit der sich auch kleine Losgrößen wirtschaftlich und nachhaltig herstellen lassen.
Skalierbare Biegetechnik für individualisierte Bauteile
Klassische Biegeverfahren sind meist auf einen festen Biegeradius und eine feste Werkzeuggeometrie ausgelegt. Bei kleinen Losgrößen, zunehmender Bauteilvielfalt und dem Wunsch nach nachhaltiger, ressourcenschonender Fertigung stößt das schnell an Grenzen. Diesen Herausforderungen begegnen wir mit einem breiten Spektrum an Biegeverfahren, von etablierten Verfahren wie dem Rotationszugbiegen bis zu neu entwickelten, flexiblen Prozessen wie dem Freiformabrollbiegen.
Ansatzpunkte für Kooperationen
Wir suchen Partner für Forschungsfragen zu flexiblen Rohr-, Profil- und Blechbiegeverfahren, Prozessregelung und Rückfederungskompensation sowie Qualitätssicherung in der Biegetechnik.
Ein kleiner Einblick in unsere Arbeit
Unsere Forschungsschwerpunkte
Biegetechnik allgemein
Verfahrensübergreifend arbeiten wir an einer zuverlässigeren Bauteilvorhersage und einer präziseren Prozessregelung, etwa nach dem Prinzip „Erstes Teil ist Gutteil“. Dazu gehören die Integration des Kunden in die Fertigung im Sinne einer Production on Demand, das cyberphysische Rüsten von Biegemaschinen, Prozessvorhersagen, sowie die Korrektur von Biegebauteilen. Der Lehrstuhl wirkte an der Standardisierung des Rohr- und Profilbiegens mit, etwa an der VDI-Richtlinie 3430 zum Rotationszugbiegen und der VDI3431 als auch der VDI3432.
Inkrementelles Schwenkbiegen
Das inkrementelle Schwenkbiegen (ISB) ist eine skalierbare Umformtechnik ohne bauteilspezifisches Werkzeug. Im Fokus unserer Forschung stehen die Weiterentwicklung des Verfahrens sowie die Umformung höchstfester Werkstoffe, die mit konventionellen Biegeverfahren nur schwer zu verarbeiten sind. Im gemeinsam mit der EDAG Group und weiteren Industriepartnern durchgeführten Projekt „ISB Elektro“ haben wir das Verfahren für die flexible Fertigung leichtbaugerechter Strukturbauteile aus hochfesten Stählen für die Elektromobilität weiterentwickelt und unter Praxisbedingungen erprobt. Wo nun die gezielte Steuerung der Umformzone erforscht wird.
3D-Schwenkbiegen
Das 3D-Schwenkbiegen erweitert das klassische Schwenkbiegen um nichtlineare, dreidimensionale Biegekanten und ermöglicht damit querschnitts- und belastungsangepasste Bauteile, bei deutlich höherer Flexibilität und ohne bauteilspezifisches Werkzeug. Für die Auslegung und Bewertung künftiger Bauteilgeometrien haben wir ein Arbeitsdiagramm entwickelt, das Werkstückgeometrie, Werkstoff und Rückfederungsverhalten berücksichtigt. Anwendung finden solche Bauteile vor allem in Karosserie- und Strukturbauteilen der Automobil- und Luftfahrtindustrie.
Freiformbiegen
Beim Freiformbiegen wird die Kontur nicht durch ein festes Werkzeug, sondern kinematisch durch die gezielte Bewegung der Werkzeugelemente definiert. Das ermöglicht unterschiedliche Radien mit demselben Werkzeugsatz. Dazu zählen bei uns das Matrizenschubbiegen, bei dem wir unter anderem eine
Torsionskompensation für unsymmetrische Profile entwickelt haben, sowie das Drei-Rollen-Schubbiegen, für das wir zusätzlich zu einer Rückfederungskompensation ein Planungssystem entwickelt haben, das die fertigungsgerechte Modellierung freiformgebogener Rohre bereits in der Bauteilkonstruktion unterstützt. Ergänzend erforschen wir das Freiformabrollbiegen (FFAB), mit dem sich beliebige Radien mit demselben Werkzeug und ganz ohne Profilvorschub biegen lassen, das ermöglicht auch die Korrektur und Wiederverwendung bereits umgeformter Bauteile und ist damit ein Beitrag zur Kreislaufwirtschaft in der Biegetechnik.
Rotationszugbiegen
Das Rotationszugbiegen ist eines der am häufigsten eingesetzten Rohrbiegeverfahren, benötigt bislang aber für jeden Biegeradius eine eigene Biegeform. Wir erforschen, wie sich die Werkzeugflächen auf die tragenden Bereiche reduzieren lassen, um zusätzliche Werkzeugachsen und damit mehr Flexibilität zu ermöglichen und wie durch gezielte Prozessvorhersagen robuste Wirkflächen für Formbögen ableiten lassen. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Faltenbildung am Innenbogen: Wir untersuchen das Zusammenspiel von Biegedorn, Faltenglätter und Gegenhalter und entwickeln Prozessregelungen, auch mit KI-Methoden, die Faltenbildung bereits während des Biegevorgangs erkennen und kompensieren. Eine Sensitivitätsanalyse des Verfahrens liefert uns zudem die Datenbasis für eine digitale Rüstunterstützung der Maschinenbediener. Darüber hinaus wird an der Erweiterung der Prozessgrenzen für das Biegen von dünnwandigen Vierkantrohren und der Erforschung vom inkrementelle Rotationszugbiegen gearbeitet
