Fostabericht P 355 - Entwicklung einer Prüfmethode zur Ermittlung der Werkstoffeignung für das Innenhochdruck-UmformenFostabericht P 355 - Entwicklung einer Prüfmethode zur Ermittlung der Werkstoffeignung für das Innenhochdruck-Umformen

P 355: Entwicklung einer Prüfmethode zur Ermittlung der Werkstoffeignung für das Innenhochdruck-Umformen

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ISBN: 3-934238-22-X Artikelnummer: 12b78cd4b598 Kategorien: ,

Beschreibung

Das innovative Innenhochdruck-Umformen (IHU) hat sich in den letzten Jahren unter den Umformtechnologien etabliert. Durch den Einsatz dieses Verfahrens in der  Serienproduktion müssen jedoch zur Sicherung einer gleichbleibenden Bauteilqualität die spezifischen Halbzeugkennwerte bekannt sein. Nur so können z. B. hargenschwankungen, die sehr schnell zu hohen Ausschußquoten führen können, erkannt und die Prozeßsteuerung an die neuen Halbzeugparameter angepaßt werden. Derzeit werden zur Überprüfung der IHU-Eignung von walzprofilierten Rohren klassische Prüfverfahren eingesetzt und die Materialeigenschaften der zur Rohrherstellung genutzten Bleche bzw. des fertigen Rohres in Längsrichtung ermittelt. Die durch den Herstellungsprozeß veränderten Materialkennwerte überden Rohrumfang werden bislang nicht oder nur ansatzweise betrachtet. Daher wurde das Materialverhalten von Rohren und Blechen in bezug auf das Innenhochdruck-Umformen in einem Gemeinschaftsprojekt zwischen dem Institut für Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU) der Technischen Universität Darmstadt, TNO-Institut für industrielle Technik, Eindhoven (NL) und Engineering System International GmbH (ESI) Eschborn, untersucht, um daraus spezifische Halbzeugprüfverfahren zu entwickeln.
Das PtU konzentrierte sich bei seinen Arbeiten auf das Halbzeug Rohr, während bei TNO und ESI die Blechprüfung mittels hydraulischer Tiefung und damit die Verwendbarkeit eines bereits bekannten Prüfverfahrens im Vordergrund stand. In theoretischen und praktischen Untersuchungen wurden die Konstruktionsmerkmale von IHU-Prüfständen für  Rohre sowie für Bleche erarbeitet und mit Hilfe der auf dieser Basis realisierten Versuchsanlagen erste Prüferfahrungen gesammelt. Bei der Rohrprüfung zeigte sich, daß sowohl der Rohrherstellungsprozeß als auch verschiedene Materialparameter, vor allem Geometrieparameter, von besonderem Einfluß sind. Die Finite-Elemente-Simulation steht in guter Übereinstimmung mit den erreichten Dehnungen im realen Prüfergebnis. Damit ist eine gute Abschätzung des Versagenszeitpunktes möglich. Ein Vergleich der Rohrprüfungen mit den entsprechenden Prüfungen bei Blechen zeigte, daß bei Blechen ein Teil der Faktoren, die die IHU-Eignung bestimmen, nicht erkannt werden konnten. Die Halbzeugprüfung auf IHU-Umformeigenschaften von Rohren muß daher immer am Rohrhalbzeug erfolgen. Das für Rohre entwickelte Prüfverfahren ermöglicht Rohrherstellern und IHUAnwendern eine gezielte Analyse und Überprüfung der Halbzeugeigenschaften, die für das Innenhochdruck-Umformen von entscheidender Bedeutung sind. Die Prüfergebnisse liefern einen  wichtigen Beitrag zur Optimierung der Rohrherstellung und zur Eingangskontrolle bei den IHU-Anwendern. Bezüglich der IHU-Anlagenbedienung geben die gemessenen  Umformdrücke erste Hinweise auf die Prozeßregelung bzw. deren Anpassung.
STUDIENGESELLSCHAFT STAHLANWENDUNG e.V.

Veröffentlichung:
2000

Autoren:
Dipl.-Ing. Ch. Hielscher, Dr.-Ing. P.-J. Bolt, Dr.-Ing. A. Floß