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Neue Kaltumformsimulation sagt Risse genau voraus

Kleine Ursache, große Wirkung: Bei der Massivumformung bilden sich im Bauteil mitunter Poren, die zu Schäden führen können. Das Fraunhofer IWM hat ein Modell entwickelt, mit dem das Materialversagen präzise vorhergesagt werden kann.

11.04.2018
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Neue Kaltumformsimulation sagt Risse genau voraus Bild: Fraunhofer IWM)

Konkret bildet das Simulationstool Schädigungs- und Versagensmechanismen in metallischen Werkstoffen ab. Die Informationen sind wichtig für Fließpress- und andere Massivumformunternehmen, die unter anderem Bauteile für Autos und Maschinen herstellen. Denn während der Kaltmassivumformung werden die Materialien oft bis an die Grenze ihrer Verformbarkeit belastet, betont das Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM. Entscheidend sind Poren, die entweder schon im Ausgangswerkstoff vorhanden sind oder bei der Verformung entstehen. Daraus können sich kritische Risse bilden.

Das neue Schädigungsmodell kann nun für verschiedenste Werkstoffe beschreiben, wann sich Poren bilden und wo diese auftreten. Der Clou ist, dass man es auch in bestehende Simulationsprogramme für die Massivumformung integrieren kann. Die Hersteller können also weiter mit ihrer gewohnten Software arbeiten. Die in der Simulation gewonnenen Daten können zudem später weiterverwendet werden, um etwa Aussagen über die Lebensdauer des Bauteils zu treffen.

Auch die RWTH Aachen forscht zur Kaltmassivumformung. Das Verfahren sei für die Produktionstechnik aufgrund der hohen Werkstoffausnutzung und der damit einhergehenden Energie- und Ressourceneffizienz von hoher Bedeutung, heben die Wissenschaftler hervor. Ihr DFG-gefördertes Forschungsprojekt trägt die etwas sperrige Bezeichnung „Uniaxiales Innenhochdruck-Aufweitstauchen von Napfhalbzeugen auf einfach wirkenden Pressen“. Kurz gesagt sollen damit die Verfahrensgrenzen des Innenhochdruckumformens erweitert werden.

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