Blech zu Endprodukten umformen
Überall in der Industrie sind Metalle im Einsatz: Teile für Autos, Flugzeuge sowie hunderterlei Geräte zu fertigen. Aluminium und seine Legierungen (kombiniert mit weiteren Metallen) ist aufgrund des geringen Gewicht sehr beliebt, um den Kraftstoffverbrauch und die Umweltverschmutzung senken zu können. Ein optimierter Blechumformprozess (mit dem das Metall in die gewünschte Produktform gebracht wird) ist wichtig, um eine günstige Wettbewerbsposition verteidigen zu können. Der Markt verlangt die Entwicklung von Blechprodukten mit höherer geometrischer Komplexität und erhöhter Maßhaltigkeit bei niedrigeren Kosten. Beim Warmumformen kommt es zu einer reduzierten Rückfederung, womit die Neigung des Blechs, nach dem Biegen aufgrund von durch den Umformprozess ausgelösten Eigenspannungen geringfügig zurückzufedern, gemeint ist. Auch die Herstellungskosten von Metalllegierungen fallen hier geringer aus. Die EU-Finanzierung des Projekts FALET-HL-CEMUC ("Forming of aluminium alloys at elevated temperature") ermöglichte den europäischen Forschern eine Bewertung des Rückfederns von Blechmetalllegierungen während der Warmtiefziehprozesses. Die Wissenschaftler werteten mit Hilfe eines experimentellen Rückfederungs-Prüfstandversuchs (Demeri-Test) sowie kommerziell verfügbaren und internen numerischen Werkzeugen die Auswirkungen verschiedener Parameter auf Eigenspannungen und Rückfederung aus. Die Untersuchungen ergaben kritische Parameter, welche die Belastungsverteilung bestimmen. Überdies ermittelte das FALET-HL-CEMUC-Team, dass es künftig erforderlich ist, die Reibung bei Blechumformprozessen bei erhöhten Temperaturen zu untersuchen. Der Schmierstoffverbrauch soll gesenkt oder diese Stoffe sollen möglichst ganz weggelassen werden, um die Umweltbelastung in den verschiedenen Phasen des Produktlebenszyklus zu verringern. Somit besteht die Herausforderung darin, Oberflächenbeschichtungen für Umformmaschinen zu entwickeln und anzuwenden, um die Reibung zu reduzieren und auf Öl basierende Schmiermittel mangels Bedarf abzuschaffen. Die Projektergebnisse von FALET-HL-CEMUC ermöglichten die Ermittlung der Schlüsselparameter zur Minimierung der Rückfederung beim Blechwarmumformen und die Formulierung zukünftiger Forschungsbereiche mit dem Ziel der Minimierung von Umweltbeeinträchtigungen und der Realisierung einer nachhaltigen Produktion.
