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Energieeffiziente Produkt- und Prozessinnovationen in der Produktionstechnik
Prozesskette Zellstrukturen

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.
 

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

Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft

Frank Schieck

Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU


Beteiligte

Presseartikel

Soziale Medien

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