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Erweiterung der Formgebungsgrenzen bei Umformprozessen / SPP 1074

Extending the Limits of Formability for Forming Processes

16.09.2003

Programmbeschreibung / Programme Summary

Im Zuge des Einsatzes höherfester und temperaturbeständiger Werkstoffe wird immer wieder beobachtet, dass die Formgebung bei herkömmlichen Umformverfahren stark begrenzt ist. Hier sollen die Formgebungsgrenzen, das Formänderungsvermögen und die Formänderungsgeschwindigkeit näher untersucht werden. Durch eine gezielte lokale und zeitliche Beeinflussung kritischer Zustände hinsichtlich Spannungszustand, Temperaturfelder und lokaler Konzentration von Formänderung und Formänderungsgeschwindigkeiten lässt sich das Formänderungsvermögen signifikant verbessern. Durch Verständnis und Ausnutzung dieser Einflussgrößen ist ein spürbarer technologischer und wirtschaftlicher Schub zu erwarten. Im Einzelnen sind folgende wissenschaftliche Ziele zu verfolgen: die experimentelle Entwicklung geeigneter Mess- und Prüfverfahren und experimentelle Ermittlung des Formänderungsvermögens, theoretisches Arbeiten zum Einbau von gesicherten Materialwerten (und wenn nötig auch deren Entwicklung) in die FEM sowie Simulation wichtiger Umformprozesse und Analyse kritischer Zonen bezüglich Versagen (Risse) während der Umformung und schließlich verfahrenstechnische Arbeiten (Experimente und Theorie), d.h. die Entwicklung neuer Umformprinzipien durch lokale Beeinflussung versagensrelevanter Prozessparameter zur Umformung wenig duktiler hochfester Werkstoffe aus Stahl und Aluminium und komplexerer Formen. Alle diese Überlegungen müssen zu neuen Konzepten für Werkzeuge und Maschinen inklusive Antrieben und Prozessführungssystemen führen.

In the application of high strength and highly heat-proof materials it is always again observed that formability is very strongly limited with conventional forming processes. In the key program the limits of formability, the deformability and the deformation speed shall be examined. By influencing critical states locally and temporally regarding tensile state, temperature fields and local concentration of deformation and deformation rates the formability can be improved significantly. Through a better understanding and specific utilisation of mainly these measured variables a noticeable technological and economic thrust is to be expected. In detail the following scientific objectives are to be pursued: the experimental development of suitable measuring and testing methods and experimental determination of the deformability, theoretical work on the implementation of secured materials evaluation data (and even if necessary their development) into the FEM as well as simulation of important forming processes and analysis of critical zones concerning failure (cracks) during the forming process and finally process engineering work (experiments and theory), i.e. the development of new forming principles by influencing locally failure-relevant process parameters for the shaping of less ductile high-strength materials out of steel and aluminium and more complex forms. All these considerations must lead to new concepts for tools and machines inclusive drives and processing systems in all.

Sprecher / Spokesperson:

Professor Dr.-Ing. Reiner Kopp
Institut für Bildsame Formgebung der Technischen Hochschule Aachen
Intzestraße 10 · 52072 Aachen
Tel.: (0241) 80-95907 · Fax.: (0241) 80-92234
E-Mail: kopp@ibf.rwth-aachen.de

Further Information: www.wzl.rwth-aachen.de/de/3_forschung/umform/pdf/Bruchvorhersage.pdf