Entwicklung eines Verfahrens zur Untersuchung des Halbzeug- und Materialverhaltens bei der Warm-Innenhochdruck-Umformung

Die vorliegende Arbeit soll einen Beitrag dazu liefern, die Lücke im Verständnis der Prozessabläufe und der Vorhersagbarkeit der Warm-IHU zu schließen. Hierzu wird zunächst ein Prüfsystem entwickelt, mit dem es möglich ist, das Verhalten der rohrförmigen Halbzeuge in Abhängigkeit des Umformgrades, der Temperatur sowie der Umformgeschwindigkeit unter prozessnahen Randbedingungen zu untersuchen. Ergänzend zur Realisierung und dem Funktionsnachweis der Prüftechnologie werden die nötigen mathematischen Ansätze und Methoden entwickelt, um aus den Messdaten Halbzeugfließkurven konstanter Temperatur und Geschwindigkeit ableiten zu können. Dies beinhaltet zunächst die mathematische Aufbereitung der Messdaten zur Eliminierung unerwünschter Einflüsse auf die Messung. Anschließend erfolgt die Abbildung des gesamten Zusammenhangs von Umformgrad, Temperatur und Geschwindigkeit mit der Fließspannung in einer analytischen Funktion, welche das Werkstoffverhalten ganzheitlich beschreibt. Damit wird ein beispielhafter Umformprozess unter Verwendung der zuvor gewonnenen Daten auf numerischem Weg simuliert. In einem dafür entwickelten Werkzeugsystem wird die Herstellung der Geometrie mit den in der Simulation verwendeten Werten für Druck, Nachschiebeweg und Temperatur experimentell umgesetzt. Die Ergebnisse der realen Umformung werden mit den Vorhersagen der numerischen Simulation verglichen. Daraus wird eine Aussage bezüglich der Übertragbarkeit der ermittelten Material- und Halbzeugdaten auf den realen Prozess abgeleitet. Die entwickelten Methoden und Technologien fließen in einer systematischen Vorgehensweise zur Auslegung von Warm-IHU-Prozessen zusammen. Nachdem somit die vorhandene Lücke bei der Untersuchung der Warm-IHU von Rohren aus Aluminiumlegierungen geschlossen ist, wird das Prüfsystem abschließend erweitert, um die Untersuchung von Stahlwerkstoffen bei Temperaturen über 1200°C zu ermöglichen. Mit der so erweiterten Technik werden Untersuchungen zum Verhalten einer ausgewählten Stahlsorte durchgeführt.