Steuerung der Umformzone durch Änderung der Flächenpressung in den Klemmflächen beim inkrementellen Schwenkbiegen
Im Rahmen des DFG-Projekts wird untersucht, wie sich die Umformzone beim inkrementellen Schwenkbiegen durch eine Segmentierung der Klemmflächen beeinflussen lässt. Durch dynamisch ansteuerbare Werkzeugsegmente soll die Dehnungsverteilung in der Umformzone gezielt beeinflusst und das lokale Umformvermögen besser ausgeschöpft werden.
Projektbeschreibung
Das inkrementelle Schwenkbiegen (ISB) ist ein flexibles Umformverfahren zur Herstellung variantenreicher Profilgeometrien. Die Ausbildung der Umformzone und damit die erreichbaren Bauteilgeometrien werden wesentlich durch die Klemmkraft, die Kontaktnormalspannung und die Reibung zwischen Werkzeug und Halbzeug beeinflusst. Bisher kommen überwiegend starre Klemmflächen zum Einsatz, wodurch die gezielte Beeinflussung der Umformzone während des Prozesses nur eingeschränkt möglich ist.
Ziel des Forschungsvorhabens ist es, den Wirkzusammenhang zwischen lokal einstellbaren Kontaktnormalspannungen und der Ausbildung der Umformzone grundlegend zu untersuchen. Hierfür werden die Klemmflächen des ISB-Werkzeugs segmentiert und einzelne Bereiche während des Biegeprozesses dynamisch be- und entlastet. Dadurch soll die Umformzone hinsichtlich ihrer Größe, Geometrie und der entstehenden Dehnungsgradienten gezielt beeinflusst werden.
Die Untersuchungen kombinieren numerische Simulationen, material- und tribologische Grundlagenversuche sowie experimentelle Biegeversuche. Auf Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse wird ein Werkzeugmodul mit steuerbaren Funktionsflächen entwickelt und ein bestehendes Prozessmodell erweitert. Langfristig soll die gezielte Steuerung der Umformzone dazu beitragen, das lokale Umformvermögen effizienter auszuschöpfen, kleinere Biegeradien zu ermöglichen und das Prozessfenster des inkrementellen Schwenkbiegens zu erweitern.
Schwerpunkte des Projekts
- Steuerung der Umformzone durch lokal veränderbare Kontaktnormalspannungen
- Segmentierung der Werkzeugfunktionsflächen zur gezielten Einstellung der Klemmkraftverteilung
- Dynamische Steuerung einzelner Klemmflächensegmente
- Erweiterung des Prozessmodells und des Prozessfensters
Alles auf einen Blick
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Laufzeit
01.11.2025 - 31.10.2028 (Laufend) -
Forschungsbereich
Produktionstechnik -
Finanzierung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG): Sachbeihilfen
Weiterführende Links:
Forschungsmethoden & Vorgehen
Numerische Analyse
Simulation und Auswertung des Einflusses einer veränderlichen Kontaktnormalspannung durch segmentierten Klemmflächen auf die Umformzone.
Experimentelle Untersuchungen
Durchführung von Biegeversuchen und Werkstoffcharakterisierungen zur Validierung der Simulation und zum Verständnis der Prozesszusammenhänge.
Werkzeugentwicklung & -umsetzung
Entwicklung und Integration eines segmentierten und dynamisch steuerbaren Werkzeugmoduls für das inkrementelle Schwenkbiegen.
Bewertung & Modellierung
Bewertung der Ergebnisse und Erweiterung des Prozessmodells in Richtung engere Biegeradien durch eine aktiv beeinflussbare Umformzone.
Fördermittelgeber & Kooperationspartner
Das Forschungsprojekt wird von verschiedenen Fördermittelgebern unterstützt und in Zusammenarbeit mit unterschiedlichen Kooperationspartnern durchgeführt. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft unterstützt das Projekt durch Sachbeihilfen. Die enge Zusammenarbeit ermöglicht einen regelmäßigen fachlichen Austausch und begleitet das Projekt in allen Phasen – von der Planung über die Umsetzung bis hin zur abschließenden Auswertung der Ergebnisse.
Weiterführende Links
In der DFG Datenbank GEPRIS finden sie eine Seite zur DFG-Förderung des Projektes.