P 1064 - Wirtschaftliche Herstellung gewichts- und eigenschaftsoptimierter Funktionsbauteile mittels inkrementeller Blechmassivumformung

Die Zielsetzung des Forschungsvorhabens liegt in einer wirtschaftlichen Herstellung von industrierelevanten Funktionsbauteilen mit Verfahren der inkrementellen Blechmassivumformung. Dabei soll eine definierte Randaufdickung von Blechronden und ein anschließendes Einprägen von Verzahnungen untersucht werden. Mit der Verwendung geeigneter Werkstoffe liegt eine gezielte Ausnutzung und Maximierung der Kaltverfestigung im Fokus der Arbeiten. In Zusammenarbeit mit den Partnern wird eine wesentliche Reduktion der Bearbeitungszeit angestrebt. Diese muss, ausgehend vom aktuellen Stand der inkrementellen Vorgehensweise, stark verringert und an realitätsnahe Taktzeiten herangeführt werden. Mit der dafür notwendigen Prozessbeschleunigung sind Veränderungen der thermischen Prozessbedingungen verbunden, die im Rahmen dieses Forschungsvorhabens zu untersuchen sind. Mit neuen Strategien sollen experimentell und numerisch die Auswirkungen auf die gezielt einstellbaren Bauteileigenschaften ermittelt werden, so dass zur Kosteneinsparung sowie zur Vermeidung der damit verbundenen negativen Aspekte auf eine anschließende Wärmebehandlung verzichtet werden kann. weiterlesen

P 1126 - Ermittlung der Tragfähigkeit neuartiger stählerner Schalenbauwerke unter realitätsnaher Berücksichtigung des Schweißverzugs

Neuerdings kommen im Stahlbau vermehrt versteifte Schalenbauwerke (sog. Monocoque) zum Einsatz. Aufgrund der schlanken Konstruktionsweisen ist das Beulen ein zu beachtender Grenzzustand. Dabei besitzt eine geometrisch und materiell nichtlineare Analyse des imperfekten Schalentragwerks (GMNIA) den theoretisch höchst erreichbaren Realitätsgrad. Deren Nachweisqualität hängt entscheidend davon ab, ob die in das Rechenmodell eingeführten Imperfektionen die Wirkung der Imperfektionen realer Tragwerke äquivalent beschreiben. Heute ist es prinzipiell möglich, die Schweißprozesseinflüsse mithilfe der Schweißsimulation zuverlässig vorauszusagen. Das am LFT entwickelte analytischnumerische Hybridmodell bietet eine praxisrelevante Methodik zur Schweißsimulation großer Bauteile. Aus Bemessungssicht ist eine Schnittstelle zur Schweißsimulation zu realisieren und anschließend zu überprüfen. weiterlesen

P 1183 - Induktives Schweißen von metallurgisch plattierten Rohren

Ziel des Vorhabens ist das induktive Längsnahtschweißen von metallurgisch plattierten Blechen zur Herstellung von mehrlagigen Stahlrohren. Damit wird der induktive Schweißprozess für Multimaterialverbindungen mit Stahl erstmalig qualifiziert. Für einen Vollanschluss und zur Einstellung der Legierungsverteilung über die Fügezone müssen einzelne Werkstoffe des Lagenverbundes gezielt erwärmt und deren Vermischung in der Wärmeeinflusszone kontrolliert werden. Hierzu wird auf simultane Mehrfrequenztechnologie zur selektiven Erwärmung einzelner Materialien, auf spezifische Schweißkantengeometrien zur Steuerung der Schmelzbadbewegungen und auf einen Mehrfachsimulationsansatz zurückgegriffen.

Der Mehrfachsimulationsansatz vereint numerische FEM Simulation sowie konduktive und induktive Versuchsschweißungen. Im Ergebnis der Simulationsarbeiten entstehtdas erste Modul für das induktive Schweißen von Multimaterialien und Mehrfrequenztechnologie. weiterlesen

P 1237 - Erweiterung der Prozessgrenzen für faltenfreies Verschließen von Deckeln aus hochfestem dünnem Verpackungsstahl

Vor dem Hintergrund der ständig knapper werdenden Ressourcen und sehr hoher Produktionsstückzahlen in Milliardenhöhe besitzt das Thema Materialeinsparung eine zentrale Bedeutung in der Verpackungsstahlindustrie. Somit steht die gesamte verpackungsstahlverarbeitende Industrie vor der ökonomischen und technischen Herausforderung, höherfeste Weißblechlegierungen prozesssicher verarbeiten zu müssen. Im Rahmen dieses Forschungsprojektes wurde untersucht, inwiefern sich dünnere höherfestere Metallverpackungswerkstoffe in der Verschließtechnologie von Dosen (hier im speziellen von dreiteiligen Lebensmitteldosen) prozesssicher verarbeiten und funktionssteigernd einsetzen lassen.

Basierend auf einer umfangreichen Recherche zur Verschließtechnologie von Metallverpackungen und der Expertendiskussion (Interview) innerhalb des projektbegleitenden Industriearbeitskreises konnten die Haupteinflüsse auf den Verschließprozess detailliert, gewichtet und bewertet werden. weiterlesen

P 1267 - Nachweis der Einsetzbarkeit des Widerstandspunktschweißens für reduzierte Flanschbreiten im leichtbauoptimierten Stahlkarosseriebau

Bei der Realisierung ressourcenschonender, bezahlbarer Mobilität spielen Leichtbaukonzepte aus modernen höchstfesten Stahlblechwerkstoffen eine bedeutende Rolle. Zur Erhöhung des Kundennutzens (Türeinstieg, „schlanke A-Säule“, usw.) und zur Gewichtsreduzierung besteht im Karosseriebau zudem ein zunehmendes Interesse an der Reduzierung der heute üblichen Flanschbreiten. Das prozesssichere und kosteneffiziente Fügen von Bauteilen aus höchstfesten Stählen mit reduzierten Flanschbreiten mit dem in der stahlblechverarbeitenden Industrie weit verbreiteten und hocheffizienten Widerstandspunktschweißen stellt eine Herausforderung dar.

Durch experimentelle und numerische Untersuchungen an für den Karosseriebau realitätsnahen Fügeaufgaben über den gängigen Stand der Technik hinaus wurde in diesem Projekt die Einsetzbarkeit des Widerstandspunktschweißens für reduzierte Flanschbreiten systematisch untersucht. Gleichzeitig wurden die einzuhaltenden Randbedingungen und wirtschaftlichen Kompromisse für eine produktionstaugliche Prozessfähigkeit ermittelt. weiterlesen