Erarbeitung eines Prozessverständnisses für die thermisch gestützte Herstellung funktionsangepasster Aluminiumbauteile

Beschreibung

Stetig anwachsende Komfort- und Sicherheitsbedürfnisse, gepaart mit dem Anspruch der Umweltneutralität und Ressourcenschonung, stellen neue Herausforderungen an die Fortbewegung von morgen. Der anforderungsgerechte Werkstoffeinsatz und die Reduktion der Fahrzeugmasse ermöglichen die Herstellung agiler und zugleich sicherer Fahrzeuge und gestatten die Verringerung der erforderlichen Fortbewegungsenergie. Aluminiumlegierungen finden aufgrund ihres breiten mechanischen Eigenschaftsspektrums, der geringen Dichte sowie der vollständigen Recycelbarkeit zunehmend Einsatz im Mobilitätssektor. Allerdings stellt die Verwendung von Aluminiumlegierungen neue Herausforderungen an die Fertigungstechnologie. So ist die Umformbarkeit hochfester Aluminiumlegierungen stark limitiert. Thermisch unterstützte Formgebungsmethoden haben bewiesen, dass sie die versagensfreie Umformung kompliziert geformter Bauteile ermöglichen. Dabei hat sich der Prozess der Abschreckumformung als besonders vorteilhaft herauskristallisiert. Durch die nicht-isotherme Umformoperation besteht die Möglichkeit, die Bauteileigenschaften bereits während der Formgebungsoperation maßgeschneidert anzupassen.
Das übergeordnete Ziel der wissenschaftlichen Untersuchungen war es, ein grundlegendes Prozessverständnis für die Herstellung von Aluminiumbauteilen mit lokal optimierten Eigenschaften im Rahmen einer maßgeschneiderten Abschreckumformung zu generieren. Im Mittelpunkt standen dabei die Definition relevanter Randbedingungen des Umform- und Abschreckprozesses, die Identifizierung und Validierung einer neuen Messmethode zur zeitgebundenen Erfassung mikrostruktureller Gefügeveränderungen sowie die Prozessanalyse und -bewertung anhand mehrerer Demonstratorbauteile mit beanspruchungsoptimierten Funktionseigenschaften.