Erarbeitung und Qualifizierung einer Wärmebehandlungsstrategie zur Stoffflusssteuerung in der Blechmassivumformung

Beschreibung

Mobilität ist seit jeher ein Grundbedürfnis der Menschheit und Treiber von Wohlstand und Fortschritt. Aufgrund aktueller Entwicklungen steht diese mehr denn je im Mittelpunkt des gesellschaftlichen Wandels. Folglich erwächst speziell für Komponenten im Antriebsstrang die gegensätzliche Anforderung nach geringerem Gewicht und gleichzeitigt höherer Belastbarkeit, welche etablierte Fertigungsverfahren an ihre Grenzen bringt. Die neuartige Verfahrensklasse der Blechmassivumformung kann dabei die Prozessgrenzen durch Kombination der Vorteile beider Verfahren erweitern. Als maßgebliche Herausforderungen in einem zugehörigen Taumelprozess wurde die Stoffflusssteuerung identifiziert. Gerade beim Einsatz von Aluminiumlegierungen bedarf es festigkeitsbedingt geeigneter stoffflusssteuernder Maßnahmen, wie der lokalen Kurzzeit-Wärmebehandlung. Eine ganzheitliche Untersuchung der Wirkzusammenhänge im dreidimensionalen Spannungs- und Formänderungszustand der Blechmassivumformung fehlt bisher jedoch. Ziel der vorliegenden Arbeit ist deshalb die Erarbeitung und Qualifizierung einer Wärmebehandlungsstrategie zur Stoffflusssteuerung durch lokale Eigenschaftsgradierung ausscheidungshärtbarer Aluminiumlegierungen in der Blechmassivumformung. Auf Basis einer spannungs- und stoffflussbasierten Modellvorstellung und einer ganzheitlichen Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften wird die Stoffflusssteuerung bewertet und auf eine industrierelevante Demonstratorgeometrie übertragen.