Es wird ein Werkzeugkonzept mit einem rotationsfähigen Stempel entwickelt, das die Prozessschritte des Kragenziehens und des Gewindeformens als Alternative zum Gewindeschneiden vereint.
https://www.efb.de/efb-forschungsbericht-nr-588.html
Aktualisiert: 2023-05-04
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Die Globalisierung und der damit einhergehende steigende Wettbewerbsdruck stellen Unternehmen
vor neue Herausforderungen. Kundenforderungen nach einer schnellen Lieferzeit, einer
hohen Variantenvielfalt und günstigen Preisen führen zu einem ständigen Verbesserungsdruck
in Unternehmen. Dabei wird auch die Optimierung bzw. Effizienzsteigerung der logistischen
Tätigkeiten fokussiert. Zur Durchführung logistischer Tätigkeiten im Lager werden
Transportsysteme benötigt, die unternehmensindividuell ausgewählt werden. Diese Auswahl
ist für Unternehmen sehr zeitintensiv und bedarf einer hohen fachlichen Kompetenz der Mitarbeiter/
innen. Zur Unterstützung wurde in dieser Arbeit eine Methode entwickelt, mit der die
Transportsystemauswahl im Lager unter Berücksichtigung der notwendigen Grade an Veränderungsfähigkeit
und Automatisierung unterstützt durchgeführt werden kann. Bei der Methodenentwicklung
wurden sowohl der gegebene als auch der notwendige Grad an Automatisierung
und Veränderungsfähigkeit von Transportsystemen einzeln bestimmt. Zudem wurden
Kosten berücksichtigt, die Entscheidungskomponenten (Kosten, Automatisierung Veränderungsfähigkeit)
kombiniert betrachtet und die Anwendung der Methode in Unternehmen vorbereitet.
Durch eine exemplarische Anwendung konnte bestätigt werden, dass die entwickelte
Methode ein Auswahlprojekt beschleunigen, die Beauftragung zusätzlicher Beratungsdienstleistungen
verringern und die Auswahl von Mitarbeitern/-innen ohne hohe Fachkompetenz
durchgeführt werden kann. Neben der damit einhergehenden Effizienzsteigerung des Auswahlprojekts
konnte bei gleicher Ergebnisqualität die Nutzerfreundlichkeit erhöht werden. Weiterhin
können die einzelnen Teilmethoden auch unabhängig voneinander genutzt werden und
eine Übertragung der entwickelten Methode auf weitere Systeme ist möglich.
Aktualisiert: 2022-09-23
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Zur großserienfähigen Produktion von Bauteilen, bestehend aus Metall und kurzfaserverstärkten Kunststoffen, wird das In-Mould-Assembly-Verfahren (Hybrid-Spritzgießen) eingesetzt. Im Fließlochformprozess entstehende Hülsen werden in ein Metallblech eingebracht, um als Verklammerungsstrukturen einen Formschluss zum an- und umspritzten faserverstärkten Kunststoff zu bewirken und damit die Verbundfestigkeit zu erhöhen.
Die Kombination aus hohem Werkzeugdrallwinkel, einer Drehung in Vorschubrichtung, ein vom Werkzeugdurchmesser abhängiger Mindestvorschub sowie eine vom Werkzeugdurchmesser abhängige Maximaldrehzahl erreicht Hülsengeometrien mit hohen übertragbaren Scherkräften.
https://shop.efb.de/Formschluessige-In-Mould-Verbindung-zwischen-FVK-und-einem-mit-Fliesslochhuelsen-strukturierten-Blecheinleger/FB-582.2
Aktualisiert: 2022-10-27
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Das neu konzipierte System zur Prozessdatenakquise ermöglicht die bauteilbezogene Aufnahme und Archivierung von prozessrelevanten Daten aus der Pressensteuerung sowie aus externer, analoger Sensorik in einer Datenbank. Es sind zudem erste Algorithmen zur Datenaufbereitung und Merkmalsextraktion hinterlegt, die bei der Erarbeitung und Realisierung eigener Datenaufbereitungs- und Reduktionsalgorithmen helfen.
Die aufbereiteten Prozessdaten können zur Einhaltung von Qualitätsstandards, zur Rückverfolgung von Produktbeanstandungen oder einer langfristigen Prozessoptimierung genutzt werden.
https://shop.efb.de/Bauteilbezogene-Prozessdatenakquise-fuer-die-Umformtechnik/FB-583.1
Aktualisiert: 2022-10-27
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Die Globalisierung und der damit einhergehende steigende Wettbewerbsdruck stellen Unternehmen
vor neue Herausforderungen. Kundenforderungen nach einer schnellen Lieferzeit, einer
hohen Variantenvielfalt und günstigen Preisen führen zu einem ständigen Verbesserungsdruck
in Unternehmen. Dabei wird auch die Optimierung bzw. Effizienzsteigerung der logistischen
Tätigkeiten fokussiert. Zur Durchführung logistischer Tätigkeiten im Lager werden
Transportsysteme benötigt, die unternehmensindividuell ausgewählt werden. Diese Auswahl
ist für Unternehmen sehr zeitintensiv und bedarf einer hohen fachlichen Kompetenz der Mitarbeiter/
innen. Zur Unterstützung wurde in dieser Arbeit eine Methode entwickelt, mit der die
Transportsystemauswahl im Lager unter Berücksichtigung der notwendigen Grade an Veränderungsfähigkeit
und Automatisierung unterstützt durchgeführt werden kann. Bei der Methodenentwicklung
wurden sowohl der gegebene als auch der notwendige Grad an Automatisierung
und Veränderungsfähigkeit von Transportsystemen einzeln bestimmt. Zudem wurden
Kosten berücksichtigt, die Entscheidungskomponenten (Kosten, Automatisierung Veränderungsfähigkeit)
kombiniert betrachtet und die Anwendung der Methode in Unternehmen vorbereitet.
Durch eine exemplarische Anwendung konnte bestätigt werden, dass die entwickelte
Methode ein Auswahlprojekt beschleunigen, die Beauftragung zusätzlicher Beratungsdienstleistungen
verringern und die Auswahl von Mitarbeitern/-innen ohne hohe Fachkompetenz
durchgeführt werden kann. Neben der damit einhergehenden Effizienzsteigerung des Auswahlprojekts
konnte bei gleicher Ergebnisqualität die Nutzerfreundlichkeit erhöht werden. Weiterhin
können die einzelnen Teilmethoden auch unabhängig voneinander genutzt werden und
eine Übertragung der entwickelten Methode auf weitere Systeme ist möglich.
Aktualisiert: 2022-10-20
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Die Organoblech-Technologie zeichnet sich durch ein hohes Leichtbaupotenzial aus. Jedoch treten mit zunehmender Bauteilkomplexität auch vermehrt unzureichend konsolidierte Bauteile auf, die durch offene Faserbündel oder Oberflächendefekte den Einsatz im Sichtbereich verhindern.
Die Kombination aus thermisch gespritzten ZrO2-Schichten als Wärmedämmschicht und der a-C:H:Si:O-Beschichtung als Deckschicht an Thermoformwerkzeugen sorgt für eine Verbesserung der Oberflächenqualität der Bauteile.
Ein weiterer Vorteil ist die Robustheit gegen Temperaturschwankungen, wodurch die Temperaturregelung der Umformwerkzeuge vereinfacht werden kann.
https://www.efb.de/efb-forschungsbericht-nr-577.html
Aktualisiert: 2022-06-09
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Die Qualität kombinierter Bauteile aus endlosfaserverstärkten Thermoplasten mit spritzgegossenen Polymerstrukturen hängt von der Verbundfestigkeit der beiden Elemente ab. Die physikalischen Prozessgrößen werden in einen Zusammenhang zur Verbundfestigkeit gebracht. Sodann werden die Simulationsmethoden für beide Fertigungsprozesse - Thermoformen und Spritzgießen – zu einem Vorhersagemodell der prozessbedingten Verbundfestigkeit der thermoplastischen Grenzschicht verknüpft.
https://www.efb.de/efb-forschungsbericht-nr-574.html
Aktualisiert: 2022-06-23
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Der Einsatz von faserverstärkten Hybridbauteilen in der Automobilindustrie ermöglicht die Realisierung von Gewichtseinsparungen und somit die Minimierung des CO2-Austoßes. In dieser Arbeit wird ein Modellierungsansatz entwickelt, der die Abbildung von kombinierten Drapier- und Fließpressprozessen innerhalb der Simulationssoftware LSDyna ermöglicht. Der Ansatz wird zur numerischen Abbildung zweier experimenteller Demonstratorprozesse angewendet. Die wesentlichen Herausforderungen der Prozesssimulation bestehen in der Abbildung des komplexen Werkstoffflusses des Organobleches sowie der Fließpressmasse und der Interaktion beider Komponenten. Zur Abbildung des GMT wird die Smoothed-Particle-Hydrodynamics-Methode (SPH) eingesetzt. Die numerischen Ergebnisse werden mithilfe von experimentellen Ergebnissen validiert.
Aktualisiert: 2022-03-03
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Der Einsatz von faserverstärkten Hybridbauteilen in der Automobilindustrie ermöglicht die Realisierung von Gewichtseinsparungen und somit die Minimierung des CO2-Austoßes. In dieser Arbeit wird ein Modellierungsansatz entwickelt, der die Abbildung von kombinierten Drapier- und Fließpressprozessen innerhalb der Simulationssoftware LSDyna ermöglicht. Der Ansatz wird zur numerischen Abbildung zweier experimenteller Demonstratorprozesse angewendet. Die wesentlichen Herausforderungen der Prozesssimulation bestehen in der Abbildung des komplexen Werkstoffflusses des Organobleches sowie der Fließpressmasse und der Interaktion beider Komponenten. Zur Abbildung des GMT wird die Smoothed-Particle-Hydrodynamics-Methode (SPH) eingesetzt. Die numerischen Ergebnisse werden mithilfe von experimentellen Ergebnissen validiert.
Aktualisiert: 2022-05-12
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Die Organoblech-Technologie zeichnet sich durch ein hohes Leichtbaupotenzial und vor allem effiziente Verarbeitungsverfahren aus. Während der Umformung auftretende Oberflächendefekte an den Bauteilen führen allerdings zu einer Einschränkung der möglichen Einsatzgebiete. Um diese Fehlstellen zu vermeiden, ist eine komplizierte Temperaturführung während des Thermoformprozesses notwendig, wobei eine Anpassung der Halbzeug- sowie Werkzeugtemperatur in den meisten Fällen nicht möglich ist. Um die für die Oberflächenfehler verantwortliche Auskühlung des Organoblechs zu reduzieren, können wärmedämmende Werkzeugbeschichtungen eingesetzt werden. Diese sollen den Temperaturverlust während des Thermoformens verhindern und somit zu einer Steigerung der Oberflächenqualität führen. Der vorliegende Beitrag untersucht in diesem Zusammenhang am Beispiel eines Umformprozesses den Einfluss der Prozessparameter sowie ausgewählter Werkzeugbeschichtungen auf die Oberflächenqualität der Organoblech-Bauteile.
Aktualisiert: 2022-02-07
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Eine lokale Erwärmung von Druckgussbauteilen unmittelbar vor dem Clinchvorgang beeinflusst das Rissverhalten von Clinchverbindungen mit Blechwerkstoff en positiv. Herstellungsparameter wie die Verwendung eines Formvakuums, der Wasserstoffgehalt in der Schmelze sowie der Einsatz eines Formtrennstoffes zeigten keine Wirkung auf das Clinchergebnis.
Unter den eingesetzten Heizverfahren mittels Heizplatte sowie konduktiver und induktiver Erwärmung erzielt das induktive Verfahren die besten Ergebnisse im Hinblick auf die Erwärmungszeiten, die rissfreie Ausprägung der Clinchpunkte und die Effektivität der eingebrachten Generatorleistung.
https://www.efb.de/efb-forschungsbericht-nr-568.html
Aktualisiert: 2022-10-20
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Die Kombination unterschiedlicher Werkstoffe ermöglicht die Herstellung belastungsangepasster Bauteile im Sinne des Leichtbaus. Im Sonderforschungsbereich 1153 erfolgt die Entwicklung neuer Prozessketten, in denen der Fügeprozess bereits vor der Umformung stattfindet. Zur Herstellung koaxialer Aluminium-Stahl-Halbzeuge kommt das Verbundstrangpressen zum Einsatz. In der Verbundzone zwischen Aluminium und Stahl entstehende intermetallische Phasen haben hierbei einen großen Einfluss auf die Eigenschaften des hybriden Profils.
In dieser Arbeit wurde ein numerisches Berechnungsmodell entwickelt, um die während des Verbundstrangpressens entstehenden intermetallischen Phasen bereits in der Prozessauslegung berücksichtigen zu können. Die experimentelle Charakterisierung der Phasensaumdicke in Abhängigkeit der Prozessparameter erfolgte mittels eigens ausgelegter Analogieversuche. Das Berechnungsmodell konnte erfolgreich anhand experimenteller und numerischer Versuchsreihen validiert werden.
Aktualisiert: 2021-12-02
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Die Kombination unterschiedlicher Werkstoffe ermöglicht die Herstellung belastungsangepasster Bauteile im Sinne des Leichtbaus. Im Sonderforschungsbereich 1153 erfolgt die Entwicklung neuer Prozessketten, in denen der Fügeprozess bereits vor der Umformung stattfindet. Zur Herstellung koaxialer Aluminium-Stahl-Halbzeuge kommt das Verbundstrangpressen zum Einsatz. In der Verbundzone zwischen Aluminium und Stahl entstehende intermetallische Phasen haben hierbei einen großen Einfluss auf die Eigenschaften des hybriden Profils.
In dieser Arbeit wurde ein numerisches Berechnungsmodell entwickelt, um die während des Verbundstrangpressens entstehenden intermetallischen Phasen bereits in der Prozessauslegung berücksichtigen zu können. Die experimentelle Charakterisierung der Phasensaumdicke in Abhängigkeit der Prozessparameter erfolgte mittels eigens ausgelegter Analogieversuche. Das Berechnungsmodell konnte erfolgreich anhand experimenteller und numerischer Versuchsreihen validiert werden.
Aktualisiert: 2023-04-27
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Das weltweite Bestreben nach Emissionsneutralität und ressourcenschonenden Technologien stellt die Mobilitäts- sowie die produzierende Branche vor große Herausforderungen. Neben den alternativen Energieträgern und Antriebskonzepten birgt insbesondere die Multimaterial-Bauweise unzählige Möglichkeiten zum ressourcenschonenden Produktdesign.
In diesem Kontext bietet das Rotationsreibschweißen ein vielversprechendes Fügeverfahren mit einem großen Spektrum an schweißbaren Materialpaarungen, einer hervorragenden Verbundqualität und Kostencharakteristik. Diese Arbeit beschäftigt sich daher mit der Methodenentwicklung zur Werkstoffmodellierung und -charakterisierung im prozessrelevanten Temperaturspektrum. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der konsistenten Kopplung zwischen den thermischen, mechanischen und metallurgischen Feldproblemen, um eine realitätsnahe numerische Beschreibung des Rotationsreibschweißprozesses zu ermöglichen.
Aktualisiert: 2021-09-20
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Das Gesenkschmieden ist ein wirtschaftliches Verfahren zur Massenfertigung von vor allem mechanisch hoch belasteten sicherheitsrelevanten Bauteilen. Die formgebenden Werkzeuge unterliegen prozessbedingt einem komplexen Beanspruchungskollektiv das zu vergleichsweise geringen Werkzeugstandmengen führt. Im Rahmen der Arbeit wurden lokale Behandlungsansätze auf Basis von Oberflächen- und Randschichtmodifikationen entwickelt und deren Eignung zur Verschleißreduktion im Bereich der Warmmassivumformung untersucht. Zur Bewertung des Einsatzverhaltens lokaler Behandlungen im Serienschmiedeprozess wurden unterschiedlich belastete Modellwerkzeuge ausgelegt, die Behandlungen lokal sowie global appliziert und die Werkzeuge prozessbegleitend einer umfassenden Verschleißanalytik unterzogen. Zum abschließenden Nachweis der standmengensteigernden Wirkung lokaler Behandlungsansätze wurden die modifizierten Werkzeuge in industriellen Schmiedeprozessen eingesetzt.
Aktualisiert: 2021-09-20
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Das weltweite Bestreben nach Emissionsneutralität und ressourcenschonenden Technologien stellt die Mobilitäts- sowie die produzierende Branche vor große Herausforderungen. Neben den alternativen Energieträgern und Antriebskonzepten birgt insbesondere die Multimaterial-Bauweise unzählige Möglichkeiten zum ressourcenschonenden Produktdesign.
In diesem Kontext bietet das Rotationsreibschweißen ein vielversprechendes Fügeverfahren mit einem großen Spektrum an schweißbaren Materialpaarungen, einer hervorragenden Verbundqualität und Kostencharakteristik. Diese Arbeit beschäftigt sich daher mit der Methodenentwicklung zur Werkstoffmodellierung und -charakterisierung im prozessrelevanten Temperaturspektrum. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der konsistenten Kopplung zwischen den thermischen, mechanischen und metallurgischen Feldproblemen, um eine realitätsnahe numerische Beschreibung des Rotationsreibschweißprozesses zu ermöglichen.
Aktualisiert: 2022-03-10
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Das Gesenkschmieden ist ein wirtschaftliches Verfahren zur Massenfertigung von vor allem mechanisch hoch belasteten sicherheitsrelevanten Bauteilen. Die formgebenden Werkzeuge unterliegen prozessbedingt einem komplexen Beanspruchungskollektiv das zu vergleichsweise geringen Werkzeugstandmengen führt. Im Rahmen der Arbeit wurden lokale Behandlungsansätze auf Basis von Oberflächen- und Randschichtmodifikationen entwickelt und deren Eignung zur Verschleißreduktion im Bereich der Warmmassivumformung untersucht. Zur Bewertung des Einsatzverhaltens lokaler Behandlungen im Serienschmiedeprozess wurden unterschiedlich belastete Modellwerkzeuge ausgelegt, die Behandlungen lokal sowie global appliziert und die Werkzeuge prozessbegleitend einer umfassenden Verschleißanalytik unterzogen. Zum abschließenden Nachweis der standmengensteigernden Wirkung lokaler Behandlungsansätze wurden die modifizierten Werkzeuge in industriellen Schmiedeprozessen eingesetzt.
Aktualisiert: 2022-03-17
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Insbesondere beim Scherschneiden von hochfesten Blechwerkstoffen entstehen Maschinenschwingungen, die Verschleiß an Werkzeugelementen, Schäden an Maschinen sowie eine erhebliche Lärmentwicklung hervorrufen.
Mit Hilfe einer modellgestützten Analyse der Einflüsse von maschinendynamischen Eigenschaften auf die Intensität der Schwingung beim Schnittschlag werden Potenziale der maschinenseitigen Gestaltung im Hinblick auf die Schwingungsreduktion aufgezeigt.
Je nach Maschinenkonzept (Kniehebel- bzw. Exzenterpresse) können Lagerstellen oder Antriebselastizitäten als ausschlaggebend identifiziert werden. Daraus werden besonders vorteilhafte Kombinationen von Parametern des Mehrkörpersystems abgeleitet.
https://ble-x.de/mydocs/1661
Aktualisiert: 2021-11-04
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Absolut messende Drehwinkel- und Drehmomentmesssysteme haben in der Industrie eine große Bedeutung. Bislang erfolgt die Erfassung beider Messgrößen getrennt. Im Rahmen dieser Dissertation wird ein berührungsloses Messverfahren zur Erfassung des absoluten Drehwinkels und Drehmoments untersucht. Darüber hinaus wird die Erfassung der Unrundheit und die Wirkung dieser auf die Winkelmessung im Rahmen der wissenschaftlichen Frage untersucht. Hierzu sind sowohl die Modellvorstellung als auch experimentelle Messergebnisse in der Arbeit beschrieben. Ferner sind Vorüberlegungen zur industriellen Einsetzbarkeit einbezogen, um eine kompakte Bauweise zu ermöglichen und Datenverarbeitung weiter zu optimieren. In Versuchen mit einem Motorenprüfstand wird das prototypisch umgesetzte Messsystem in der industriellen Praxis untersucht und diskutiert. Bei einer Drehzahl von 500 min −1 wurde die generelle Machbarkeit der optischen Drehmomentmessung mit einem Fehler von bis zu 11 % nachgewiesen.
Aktualisiert: 2023-02-22
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Absolut messende Drehwinkel- und Drehmomentmesssysteme haben in der Industrie eine große Bedeutung. Bislang erfolgt die Erfassung beider Messgrößen getrennt. Im Rahmen dieser Dissertation wird ein berührungsloses Messverfahren zur Erfassung des absoluten Drehwinkels und Drehmoments untersucht. Darüber hinaus wird die Erfassung der Unrundheit und die Wirkung dieser auf die Winkelmessung im Rahmen der wissenschaftlichen Frage untersucht. Hierzu sind sowohl die Modellvorstellung als auch experimentelle Messergebnisse in der Arbeit beschrieben. Ferner sind Vorüberlegungen zur industriellen Einsetzbarkeit einbezogen, um eine kompakte Bauweise zu ermöglichen und Datenverarbeitung weiter zu optimieren. In Versuchen mit einem Motorenprüfstand wird das prototypisch umgesetzte Messsystem in der industriellen Praxis untersucht und diskutiert. Bei einer Drehzahl von 500 min −1 wurde die generelle Machbarkeit der optischen Drehmomentmessung mit einem Fehler von bis zu 11 % nachgewiesen.
Aktualisiert: 2021-09-02
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