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Inkrementelles Umformen von hochfesten Aluminiumlegierungen

  • Reimund Neugebauer , Lutz Lachmann und Rico Grübler
Veröffentlicht/Copyright: 20. März 2017
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Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb
Aus der Zeitschrift Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb Band 104 Heft 5

Kurzfassung

Die Anforderungen an Verbindungselemente im Leichtbau steigen stetig an. Zunehmend kommen festere und leichtere Materialien zum Einsatz. Oftmals geht jedoch mit der Anwendung von Leichtbauwerkstoffen mit erhöhten Festigkeiten eine verminderte Verarbeitbarkeit einher. Es entstehen auch hohe Anforderungen an den verarbeitenden Prozess dieser neuartigen Werkstoffe. Herkömmliche Verarbeitungsverfahren müssen angepasst oder modifiziert werden, um wirtschaftlich sinnvolle Produkte zu entwickeln. Auf der Grundlage von experimentell ermittelten Daten wird der Einfluss inkrementeller Umformung auf die Gefügeausbildung und die Härte an der hochfesten Aluminiumlegierung EN AW-7075 im Normzustand T651 und nach Anwendung des ECAP-Verfahrens untersucht. Zu diesem Zweck werden Halbzeuge für Schraubenrohlinge mit Hilfe des Keilquerwalzens hergestellt und anschließend einer Mikrohärteprüfung und einer Gefügeanalyse unterzogen. Resultierend aus den sich eingestellten Werkstoffcharakterisitika von den gefundenen Werkstoffcharakteristika wird eine Einschätzung über die Integration inkrementeller Umformverfahren in eine Prozesskette zur Fertigung hochfester Aluminiumschrauben getroffen.

Abstract

The requirements to joining elements in lightweight construction are steadily growing as harder and lighter materials are being applied. Unfortunately the application of harder lightweight materials often goes along with decreasing plasticity. Thus the forming process for these new materials also has to be adapted. Traditional processing procedures need to be modified in order to develop economically reasonable products. Based on experimentally determined data we analyse the influence of incremental forming to both grain structure and hardness on the high-strength aluminum alloy EN AW-7075. Both the alloy in its standard state and after running through the ECAP-process is tested. For that purpose we produce semi-finished products for screw blanks by cross-wedge rolling and subsequently analyse their microhardness and grain structure. The determined material characteristics allow a predication regarding the integration of incremental forming procedures into the process-chain for manufacturing high-strength aluminum screws. The application of cross-wedge rolling shows an improvement of both materials' forming characteristics and can therefore be seen as a reasonable alternative to traditional manufacturing methods.

Prof. Reimund Neugebauer wurde 1953 in Thüringen geboren. Er studierte Maschinenbau an der Technischen Universität Dresden, wo er 1984 promovierte und 1989 habilitierte. Nach leitender Tätigkeit in der Industrie wurde er 1989 als Hochschullehrer an die TU Dresden berufen. Seit 1992 ist er Institutsleiter des Fraunhofer-Institutes für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU mit Standorten in Chemnitz und Dresden. 1993 erhielt er einen Ruf als Ordinarius für Werkzeugmaschinenkonstruktion und Umformtechnik an die TU Chemnitz und seit 2000 ist er geschäftsführender Direktor des Universitätsinstitutes für Werkzeugmaschinen und Produktionsprozesse. Prof. Neugebauer ist Mitglied der Arbeitsgemeinschaft Umformtechnik (AGU), Vize-Präsident der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Produktionstechnik e.V. (WGP), Aktives Mitglied (Fellow) der Internationalen Akademie für Produktionstechnik (CIRP) und Mitglied der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften (acatech).

Privatdozent Dr.-Ing. Lutz Lachmann, geb. 1957, ist Gruppenleiter für Umformtechnik an der Professur für Werkzeugmaschinenkonstruktion und Umformtechnik. Er studierte Fertigungsprozessgestaltung an der TU Dresden und promovierte an der dortigen Fakultät für Maschineningenieurwesen mit dem Thema „Visioplastische Untersuchungen zum Schneiden von Knüppeln“. Als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Zentralinstitut für Festkörperphysik und Werkstoffforschung (Akademie der Wissenschaften der DDR), dem späteren Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, beschäftigte er sich mit theoretischen und experimentellen Arbeiten zum Warmwalzen (u.a. Temperatur- und Gefügesimulationen). Am Lehrstuhl für Urform- und Umformtechnik, des Institutes für Produktionstechnik an der Technischen Universität Dresden und später am Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik befasste er sich mit unterschiedlichen Aufgabenstellungen in der Blechumformung.

Dipl.-Ing. Rico Grübler, geb. 1977, studierte Maschinenbau an der Technischen Universität Chemnitz mit dem Schwerpunkt Fertigungsprozessgestaltung und Werkzeugmaschinen. Nach Abschluss seines Studiums 2006 nahm er seine Tätigkeit als Mitarbeiter an der Professur für Werkzeugmaschinenkonstruktion und Umformtechnik auf. Dort bearbeitet er das Themenfeld umformtechnische Lösungen für hochfeste Materialien. Dabei bilden die Entwicklung und Anwendung von Massivumformprozessen für Komponenten des Antriebstranges im Automobil den Schwerpunkt der Forschungstätigkeit. Darüber hinaus sind die Optimierung und Modifizierung fertigungstechnischer Lösungen zur Herstellung von Verbindungselementen Gegenstand seiner Arbeit.

References

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Online erschienen: 2017-03-20
Erschienen im Druck: 2009-05-29

© 2009, Carl Hanser Verlag, München

Artikel in diesem Heft

  1. Editorial
  2. Eine Branche steht vor großen Herausforderungen
  3. Inhalt/Contents
  4. Inhalt
  5. Leitartikel
  6. Produktionstechnische Innovationskultur gefragt
  7. WGP-Mitteilungen
  8. Aktuelle Informationen und Ehrungen
  9. Berliner Kreis-Mitteilungen
  10. Berliner Kreis-Mitteilungen
  11. Innovative Fertigung
  12. Inkrementelles Umformen von hochfesten Aluminiumlegierungen
  13. Bruchmodelle für die Modellierung von Zerspanprozessen
  14. Auslegung von Schneidkörpern für das Seilschleifen
  15. Produktionsoptimierung
  16. Montagesystemplanung für die schlanke Produktion
  17. Wirtschaftlich Produzieren
  18. Chancen nutzen in Krisenzeiten durch Produktionsoptimierung
  19. Prozessoptimierung
  20. Synchronisierung im Werkzeugbau
  21. Lean durch Frontloading
  22. Steigerung der Verfügbarkeit
  23. Analyse und Bewertung der Kosten von Produktionsausfällen
  24. Ersatzteilmanagement
  25. Komponenten der Versorgungsstrategie Wiederinstandsetzung im OEM-Ersatzteilmanagement
  26. Hybride Technologien
  27. Roadmap „Hybride Produktion“
  28. Produktionslogistik
  29. Konsistente Gestaltung der Produktionslogistik
  30. Musterfertigung
  31. Musterfertigung im Produktentstehungsprozess von Systemlieferanten
  32. Risikoorientierung
  33. Ablaufmodell für die Handhabung von operationellen Risiken im unternehmerischen Umfeld
  34. Wissensmanagement
  35. Systemische Wissensbewirtschaftung
  36. BI-Systeme
  37. Nutzen von Business Intelligence-Systemen
  38. Vorschau/Preview
  39. Vorschau
https://doi.org/10.3139/104.110083

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  1. Editorial
  2. Eine Branche steht vor großen Herausforderungen
  3. Inhalt/Contents
  4. Inhalt
  5. Leitartikel
  6. Produktionstechnische Innovationskultur gefragt
  7. WGP-Mitteilungen
  8. Aktuelle Informationen und Ehrungen
  9. Berliner Kreis-Mitteilungen
  10. Berliner Kreis-Mitteilungen
  11. Innovative Fertigung
  12. Inkrementelles Umformen von hochfesten Aluminiumlegierungen
  13. Bruchmodelle für die Modellierung von Zerspanprozessen
  14. Auslegung von Schneidkörpern für das Seilschleifen
  15. Produktionsoptimierung
  16. Montagesystemplanung für die schlanke Produktion
  17. Wirtschaftlich Produzieren
  18. Chancen nutzen in Krisenzeiten durch Produktionsoptimierung
  19. Prozessoptimierung
  20. Synchronisierung im Werkzeugbau
  21. Lean durch Frontloading
  22. Steigerung der Verfügbarkeit
  23. Analyse und Bewertung der Kosten von Produktionsausfällen
  24. Ersatzteilmanagement
  25. Komponenten der Versorgungsstrategie Wiederinstandsetzung im OEM-Ersatzteilmanagement
  26. Hybride Technologien
  27. Roadmap „Hybride Produktion“
  28. Produktionslogistik
  29. Konsistente Gestaltung der Produktionslogistik
  30. Musterfertigung
  31. Musterfertigung im Produktentstehungsprozess von Systemlieferanten
  32. Risikoorientierung
  33. Ablaufmodell für die Handhabung von operationellen Risiken im unternehmerischen Umfeld
  34. Wissensmanagement
  35. Systemische Wissensbewirtschaftung
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