Forschungsschwerpunkte
Labor für Umformtechnik und Werkzeugmaschinen
Forschungsschwerpunkt: Pr?zisions- und Rohrumformung
Der Forschungsbereich Pr?zisionsumformung befasst sich mit den spezifischen Problemen der Umformung von Freiformgeometrien wie CAD-Modellierung, FEM-Berechnung der Werkzeugdeformationen und Temperaturfelder, Formfüllung u.a. Auf Pressen im Versuchsfeld des LUW erfolgt danach die Validierung. Wesentlich ist dabei die Entwicklung von Methoden zur automatisierten CAD-Messdatenrückführung aus der Freiformmesstechnik. Die Werkzeuge der Stadienfolge werden im eigenen Werkzeugbau entwickelt und gefertigt.
Spezifische Probleme von Near Net Shape-Freiformgeometrien
- CAD-Modellierung
- FEM-Berechnung von
- Gravurfüllungsverhalten
- Matritzendeformation
- Temperaturfeld, etc.
- Validierung im Versuchsfeld
- Freiformmesstechnik
- Methoden zur automatisierten CAD-Messdatenrückführung
Der Forschungsschwerpunkt befasst sich mit der endkonturnahen Umformung komplexer Freiformgeometrien wie Antriebsgelenke, Verzahnungen oder Turbinen- und Verdichterkomponenten sowie den spezifischen Problemen beim Einsatz von Rohrhalbzeugen für das Warmumformen von Hohlteilen (TubeForging). Die Forschungsarbeiten beinhalten dabei die Verfahrensentwicklung, Werkzeugtechnologie und maschinenseitigen Randbedingungen. Die Werkzeuge der Stadienfolgen werden im eigenen Werkzeugbau entwickelt und gefertigt.
Die Entwicklung aller für Kalt- und Warmumformung realisierten Prozesse basiert auf umfassenden FEM-Berechnung mit Simufact forming für
- Gravurfüllungsverhalten
- Werkzeugdeformation
- Temperaturfelder
- Beulinstabilit?t von Rohr u.a.
Die Validierung der Modelle erfolgt im Versuchsfeld des LUW, das über Pressen aller drei physikalischen Antriebsprinzipien mit entsprechender Sensorik verfügt oder auf Aggregaten von Kooperationspartnern aus der Industrie. Im Fokus der Forschungsarbeiten zum Pr?zisionsumformen stehen die Entwicklung von Methoden zur automatisierten Messdatenrückführung aus der Koordinatenmesstechnik in die CAD-Modelle und das Erw?rmungsverhalten des gesamten Umformsystems. Zur Berücksichtigung der Erw?rmung sind alle Warmarbeitswerkzeugsysteme mit Subsystemen zur Temperaturführung ausgelegt.
Rohrumformverfahren bieten gegenüber vom Stab oder Drahtmaterial ausgehenden Massivumformverfahren bei der Fertigung von Hohlteilen wirtschaftliche Vorteile und zus?tzliches Potential zur CO2-Senkung aufgrund der geringeren Prim?remissionen durch geringeren Materialeinsatz. Die von LUW mitentwickelte Rohrstauchtechnologie mit gradierter partieller Erw?rmung hat sich inzwischen zur ?konomischen Herstellung komplexer Hohlwellengeometrien mit Abs?tzen und gro?en rotationssymmetrischen Flanschen etabliert. Der Forschungsbereich Rohrumformung (Tubeforging) basiert auf dieser Methodik und erm?glicht, ultraleichte, hohle Wellen bei maximaler Ressourcenschonung vollst?ndig aus Rohr herzustellen. Für die Verfahrensentwicklung und Umsetzung in Serie wurde an das Kooperationsunternehmen IFUTEC GmbH Karlsbad und LUW der Deutsche Rohstoffeffizienzpreis verliehen. Die gegenw?rtige erweiterte Forschungsausrichtung bearbeitet die spezifischen Umformprobleme bei Einsatz dünnwandiger Rohrhalbzeuge zur Herstellung von Hohlteilen mit Flanschen, die zylindrisch oder mit Verzahnung ausgeführt werden k?nnen. Die umzusetzende Gesamtprozesskette umfasst folgende Schritte:
- Klassifizierungssystematik
- Entwicklung beulfreier Verfahren mit temperatur- und werkzeugseitiger mechanischer Beeinflussung
- Abbilden von Nebenformelementen und Entwicklung der Verzahnungsverfahren
- Werkzeugtechnologie mit Schnittstellen von Verzahnungs- und Rohrstauchprozess, Schnellwechselbarkeitskonzepte, Erodier- und Fr?sstrategien hoher Genauigkeit
- Prozesstechnologie mit Automation der Erw?rmung und des Teiletransfers
Im Vergleich zum Stand der Technik ist somit eine Umformmethodik verfügbar, die es erm?glicht, ultraleichte, hohle Ritzelwellen bei maximaler Ressourcenschonung vollst?ndig aus Rohr herzustellen.
