Umformung von Leichtmetall

Hochfestes Aluminium

Der Leichtbau ist insbesondere in der Automobilbranche eng mit dem Werkstoff Aluminium verbunden. Dabei werden vorrangig die Legierungen der 5000er und 6000er Serie als Blechhalbzeuge eingesetzt. Sie bieten bei geringer bis mittlerer Festigkeit ein moderates Umformvermögen und ermöglichen somit eine umfangreiche Anwendung in der Karosserie. Durch die Verwendung von Aluminiumlegierungen der 7000er Serie können weitere Bauteile, die derzeit noch aus hochfesten Stahlwerkstoffen gefertigt werden, durch leichtere Aluminiumbauteile ersetzt und somit weitere Gewichtsvorteile erzielt werden. Die 7000er Aluminiumlegierungen bieten im ausgehärteten Zustand eine hohe Festigkeit und im weichen Zustand ein sehr gutes Umformvermögen. Um den Großserieneinsatz zu ermöglichen, stehen die Entwicklung von Prozessrouten zur Umformung und die Bestimmung der Umformgrenzen im Fokus unserer Forschungsaktivitäten.

  • Substitution hochfester Stähle durch den Einsatz hochfester Aluminiumlegierungen
  • Gewichtsreduzierung bei gleichen Eigenschaften (z. B. Crash-Performance)
  • Erarbeitung von prozesssicheren Technologien für die Großserie

Prozesskettenentwicklung

  • Durchführung von Marktanalysen
  • Konzepterstellung und Bewertung von Prozessrouten
  • Prozessoptimierung
  • Kosten-Nutzen-Rechnung
  • Entwicklung von Fertigungskonzepten
  • Planung und technologische Dimensionierung von Verfahren, Werkzeug und Maschine

Entwicklung und Bewertung von Umformstrategien

  • Erstellung von Marktanalysen
  • Durchführung von Wärmebehandlungen
  • Entwicklung von Erwärmungs- und Abkühlstrategien
  • Bestimmung von Prozessfenstern und Ermittlung von Prozessgrenzen
  • Benchmarking
  • numerische Simulation
  • Prototypenfertigung
  • Bauteilvermessung

Werkstoffcharakterisierung

  • Ermittlung der mechanisch-technologischen Kennwerte
  • thermische Kennwertermittlung
  • Gefügeuntersuchungen

Maschinentechnik

  • Mehrfachwirkende hydraulische, mechanische und servomotorisch getriebene Pressen (Presskräfte bis zu 16.000 kN)
  • Kammeröfen und induktive Temperieranlagen
  • Handlingsysteme (z. B. KUKA-Roboter KR150)
  • Wasser(abrasiv)strahlschneidanlage
  • Laserschneidanlage
  • Hydraulische Blechtafelschere (Messerlänge 3100 mm)
  • Anlage zum Hochgeschwindigkeitsscherschneiden
  • Hydraulische Presse PYZ 250
  • Servohydraulische TryOut-Presse EHP 1600

Software

  • FEM: Abaqus, LS-Dyna, PAM-Stamp, AutoForm

Prüftechnik

  • Erichsen Blech- und Bandprüfmaschine 145
  • Materialprüfmaschine Zwick 1475 mit Hochtemperiereinrichtung
  • Hochgeschwindigkeits-Zugprüfmaschine Zwick HTM 16020
  • Temperierte Streifenzieheinrichtung mit 90°-Umlenkung
  • Biaxialzugprüfmaschine Zwick
  • 3D Kontur-, Verschiebungs- und Dehnungsmesssystem der Firma GOM
  • AutoGrid®-Formänderungsanalyse-Systeme der Firma VIALUX