Umsetzung hochintegrativer, energiearmer Presshärtprozessketten
Im Forschungsgebiet des Handlungsfeldes "Umsetzung hochintegrativer, energiearmer Presshärtprozessketten – Zellstrukturen" sollen neue Wirkprinzipien, Bauweisen und Technologien zur Senkung des Primärenergiebedarfs und zur Erhöhung der Energieeffizienz in der Produktion entwickelt und in einem pressgehärtetem Demonstratorbauteil umgesetzt werden. Die Blechwarmumformung - Presshärten als thermomechanische Prozesskette bei der Herstellung von hochfesten Strukturbauteilen für die Pkw-Karosserie aufgrund der Werkstückerwärmung mit einem hohen Energieeinsatz verbunden.
Im Handlungsfeld werden methodische und technologische Ansätze zur signifikanten Einsparung von Energie untersucht.
Kern der Forschung bildet die Analyse der Teilefertigung mit den Stufen Erwärmung, temperierte Umformung und geregelte Abkühlung. Betrachtet werden z. B. Prozessführung, Werkstoffkennwerte, Werkzeuggestaltung. Parallel zu den Experimenten erfolge die thermomechanische Prozess- und mikrostrukturelle Gefügesimulation. Darauf aufbauend werden Demonstratorbauteil und -werkzeug entwickelt.
Übergeordnetes Ziel des Handlungsfeldes ist es, die entwickelten Konzepte und Lösungen unter der Gesamtzielstellung des Forschungsprojektes, einer hohen Energie- und Ressourceneffizienz der Gesamtprozesskette des Presshärtens, zu verknüpfen und zu bewerten.
Im Handlungsfeld werden methodische und technologische Ansätze zur signifikanten Einsparung von Energie untersucht.
Kern der Forschung bildet die Analyse der Teilefertigung mit den Stufen Erwärmung, temperierte Umformung und geregelte Abkühlung. Betrachtet werden z. B. Prozessführung, Werkstoffkennwerte, Werkzeuggestaltung. Parallel zu den Experimenten erfolge die thermomechanische Prozess- und mikrostrukturelle Gefügesimulation. Darauf aufbauend werden Demonstratorbauteil und -werkzeug entwickelt.
Übergeordnetes Ziel des Handlungsfeldes ist es, die entwickelten Konzepte und Lösungen unter der Gesamtzielstellung des Forschungsprojektes, einer hohen Energie- und Ressourceneffizienz der Gesamtprozesskette des Presshärtens, zu verknüpfen und zu bewerten.
Teilprojekte
Energie- und Ressourceneffizienz durch Prozessoptimierung
Beispielhaft wird der Forschungsansatz der Prozessoptimierung an einem Prozess der Blechwarmumformung umgesetzt. Das Verfahren Presshärten ist aufgrund des erforderlichen Temperaturniveaus von 900 bis 950 °C sehr energieintensiv und erfordert eine systematische Prozessauslegung und -gestaltung.
Entwicklung einer energieeffizienten Umformstrategie
Unterschiedliche Eigenschaftszonen innerhalb eines Strukturbauteils der Pkw-Karosserie sind mit Hilfe eines gezielten Temperaturmanagements von der Wärmebehandlung bis zum Umformen einstellbar.
Auslegung energieeffizienter Presshärtewerkzeuge
Für die Einstellung gradierter Bauteileigenschaften spielt die Werkzeugkühlung mit lokal unterschiedlichen Abkühlraten eine wesentliche Rolle. Weitere Zielsetzung ist die Erhöhung der Werkzeugstandzeit.
Handlungsfeldleiter
Prof. Reimund Neugebauer
Telefon: +49 (0)89 1205-1000
Telefax: +49 (0)89 1205-771000
Prof. Reimund Neugebauer
Präsident der Fraunhofer-GesellschaftTelefon: +49 (0)89 1205-1000
Telefax: +49 (0)89 1205-771000
Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft
Frank Schieck
Telefon: +49 (0)371 5397-0
Telefax: +49 (0)371 5397-1404
E-Mail: info@iwu.fraunhofer.de
Frank Schieck
Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWUTelefon: +49 (0)371 5397-0
Telefax: +49 (0)371 5397-1404
E-Mail: info@iwu.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU
Beteiligte
| Prof. Reimund Neugebauer | Präsident Fraunhofer-Gesellschaft |
| Prof. Lutz Lachmann | Professur für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik |
| Frank Schieck | Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU |
