Bernd Behrens Knihy

Mit dem vorgestellten Werkzeugsystem wird während des einstufigen Tiefziehens das Bauteil ohne zusätzliche Verweilzeit in der Presse mit einem automatisch zugeführten, nicht genormten Halter verschweißt und in 3 Sekunden gefertigt. Die beiden Prozesse ‚Tiefziehen‘ und ‚Buckelschweißen‘ ermöglichen ein spritzenfreies Schweißen im ebenen und im gekrümmten Bauteilbereich, wie der Stempelkantenrundung. Als Anwendungsgebiet gelten kleine Komponenten wie Halter, Befestigungen, Funktionsbauteile, Winkel etc., die an Ziehteile angeschweißt werden z. B.: Abgasanlagen, Airbaggehäuse, Grills, Schlüsselkassetten, Lampen, Haus-, Werkstatt- und Gebrauchsgegenstände.

Um einen Prozess sinnvoll auszulegen, ist die Kenntnis des Verschleißverhaltens von entscheidender Bedeutung. Es wird eine Prüfmethodik vorgestellt, um den Werkzeugverschleiß schnell und kosteneffizient nachzubilden und eine vergleichende Bewertung verschiedener Werkzeugwerkstoffe mit einem bekannten Referenzwerkstoff vorzunehmen. Dafür wird ein handelsübliches Sandstrahlgut ausgewählt. Mit den Medien Glaskugeln, Glasbruch SiO2, Edelkorund Al2O3, und Keramik ZrO2 werden Tests in verschiedenen Größen und Mengen im Hochlasttribometer durchgeführt. Wichtig ist dabei, einen realitätsnahen Werkzeugverschleiß nachzustellen. Die neue Methode reduziert den Testaufwand auf 0,05 %.

Großserientaugliche Prozessketten für hochintegrierte Bauteile aus hybriden Faser-Kunststoff/Metall-Verbunden DFG/Aif-Cluster Teilprojekt 4: Ermittlung der Prozessgrenzen bei der Umformung von Musterbauteilen aus Faser-Kunststoff/Metall-Verbunden Teilprojekt 5: Umformprozessketten für Bauteile aus Faser-Kunststoff/Metall-Verbunden Teilprojekt 6: Anbindungstechnologien für Faser-Kunststoff/Metall-Verbunde

Aufgrund der geringen Umformbarkeit höchstfester Aluminiumlegierungen der 7xxx-Reihe bei Raumtemperatur werden zwei Prozessrouten der Halbwarm- und Warmumformung hinsichtlich geeigneter Umformparameter, Einflüssen der Wärmebehandlung im Hinblick auf mechanische Eigenschaften sowie die Korrosionsbeständigkeit der Werkstoffe qualifiziert. Die Route der Halbwarmumformung setzt dabei auf einen kurzen Prozesszyklus und wenige Einflussfaktoren, so dass eine einfache Umsetzung möglich ist. Die Route der Warmumformung bietet dagegen weitere Einstellmöglichkeiten zur individuellen Anpassung der Eigenschaften der hergestellten Bauteile.

Das schergeschnittene Blechteil wird manuell in das entwickelte optische Messsystem eingespannt. Die drei einzelnen Messungen sowie die Auswertung der typischen Schnittkantenkenngrößen (Ober-, Stirnund Unterseite) nach VDI 2906 erfolgen automatisch innerhalb weniger Minuten. Mittels eines Algorithmus zur Kurvenzusammenführung wird anschließend die vollständige Schnittkante rekonstruiert.

Mit Scherschneidgeschwindigkeiten von über 1 m/s wird ein umfassender Glattschnittbereich an der Schnittfläche des Blechbauteiles erreicht. Um das Hochgeschwindigkeitsscherschneiden unabhängig von der Hubzahl der Presse zu ermöglichen, wird ein Werkzeugkonzept vorgestellt, das auf der Verwendung eines Federpaketes in Kombination mit einem speziellen Hydraulikzylinder beruht, der den Schneidstempel arretiert und schlagartig mit hoher Geschwindigkeit freigibt.

Erstmals werden für Clinchverbindungen die Kombination aus zyklischer Wärmeeinbringung bei Prüftemperaturen von 400 bis 900°C und mechanischer Belastung sowie die Entfestigungs- und Verfestigungsprozesse analysiert. Thermische Wechselbelastungen können zur Festigkeitssteigerung von Clinchpunktverbindungen führen und durch ein Belastungskollektiv aus mechanischer und thermischer Belastung die Effekte zur Steigerung der Verbindungsfestigkeit bei den Werkstoffen 1.4301 und 1.4512 begünstigen. Beispiele für zyklisch thermisch und zyklisch mechanisch belastete Bauteile finden sich insbesondere im Abgasstrang von Kraftfahrzeugen.

Um den Belastungen der Umformwerkzeuge zu begegnen und den Schmierstoffeinsatz zu verringern, werden die Werkzeuge mit einer Kombination aus Gleitschichten und Hartstoffschichten geschichtet. Im Prozess kommt es mit steigender Flächenpressung und mit fallender Relativgeschwindigkeit zum sukzessiven Abtrag der Gleitschichten. Daher sollen die Zyklen zur Neubeschichtung vorausberechnet werden. Der fortschreitende Verschleiß wird anhand der Verschleißmarkenbreite, der Oberflächenrauheit der Bleche und den ausgewerteten Reibkräften bewertet. Auf dieser Basis wird eine Standmengenfunktion aufgestellt, die das Verschleißverhalten der Schicht in Abhängigkeit der verschieden Parameter beschreibt.