Innovativ prüfen
Die Entwicklung neuer Werkstoffe und Prozesse erfordert oftmals auch den Einsatz und die Weiterentwicklung innovativer Prüftechnik. Das Institut bietet hierfür vielseitigste Möglichkeiten.
Die in diesem Querschnittsbereich verankerten Forschungsthemen sind unterschiedlichen Arbeitsgruppen zugeordnet und werden im Folgenden dargestellt.
Biegetest Verschiedenste Umformprozesse führen zu einer wechselnden Biegebelastung im Werkstück. Bei solchen Wechseln der Belastungsrichtung ist die Berücksichtigung des Materialverhaltens bei einer zyklischen Belastung notwendig. Um Werkstoffe unter wechselnden Beanspruchungsrichtungen testen zu können, ist ein Versuchsstand am Institut für Bildsame Formgebung aufgebaut worden. Dieser Versuchsstand bietet die Möglichkeit sowohl einfache Biegungen als auch zyklische Biegungen aufzubringen. Ein modulares Werkzeugkonzept erlaubt weiterhin eine einfache Variation von Biegeradien und Abstand der Gegenwerkzeuge. Entsprechende Materialdaten können anschließend durch inverse Modellierung aus den gemessenen Kraft-Weg-Kurven ermittelt werden. Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Pavlo Pavliuchenko. Bild: Versuchsstand zur Biegeprüfung, Bildrechte: IBF |
Untersuchung von Verbindungsentstehung und -versagen metallischer Legierungen Das Walzplattieren ermöglicht die gezielte Kombination verschiedener Werkstoffe und damit auch ihrer mechanischen und thermischen Eigenschaften in einem Werkstoffverbund. Da die unter Druckbelastung entstandene Verbindung jedoch durch die Scherbelastung im Walzspaltauslauf wieder aufreißen kann, erfordert die Verbundherstellung zum Teil sehr lange Prozessfolgen, die auch heute noch häufig durch „Trial and Error“ ermittelt werden. Um die Auslegung solcher Prozessketten zu vereinfachen, wurde für das Torsionsplastometer TA STD 812 am Institut für Bildsame Formgebung ein Grundversuch zur Charakterisierung von Verbindungsentstehung und -versagen entwickelt. In diesem Versuch werden die Verbindungspartner induktiv aufgeheizt und unter kombinierter Druck- und Scherbelastung verbunden. Die Prüfung der Verbindungsfestigkeit erfolgt im Anschluss, auf Umformtemperatur, unter einer Kombination aus Zug-, Druck- und Scherbeanspruchung. Das Verfahren ermöglicht somit die Prüfung unter prozessnahen Versuchsbedingungen. Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Tobias Plum. Bild: Rotglühende Stahlproben bei der Verbindungsuntersuchung, Bildrechte: IBF |
Reibwertermittlung mittels erweitertem Rohrkegelstauchversuch Der Rohrkegelstauchversuch wird zur Ermittlung von Reibkoeffizienten unterschiedlicher Reibmodelle eingesetzt. Dabei wird, ähnlich wie beim ebenfalls am Institut verfügbaren Ringstauchversuch, die geometrische Änderung des Probenkörpers gemessen und beispielsweise mittels Nomogrammen ausgewertet. Die konische Kontaktfläche unterdrückt das Auftreten von Haftreibung und ermöglicht so homogenere Versuchsbedingungen, auch unter hoher vorherrschender Reibung. Darüber hinaus wurde der Aufbau um einen blauen Linienlaser erweitert, sodass die Geometrieänderung während der Umformung über die gesamte Probenkontur aufgezeichnet werden kann. Diese Messwerte können einerseits zur inversen Ermittlung der vorherrschenden Reibung und andererseits zur Untersuchung der Änderung der Reibung während des Stauchvorgangs herangezogen werden. Der Aufbau erlaubt die Prüfung von Werkstücktemperaturen bis ca. 1200 °C. Außerdem können die eingesetzten Werkzeuge auf Temperaturen bis 300 °C vorgeheizt werden. Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Michel Henze. Bild: Glühende Rohrkegelprobe vor und nach dem Stauchen, Bildrechte: IBF |
Hot-Gas-Bulgetest Ziel des Projekts Hot-Gas-Bulgetest ist es, für die virtuelle Erprobung des Presshärtens genaue Materialdaten zu liefern. Das Presshärten ist ein relativ neues Umformverfahren, welches in der Automobilindustrie zur Fertigung von hoch festen Bauteilen eingesetzt wird. Die hohen Festigkeiten werden durch das gleichzeitige Umformen und Abschrecken von bis zu 950 °C heißen Stahlblechen erreicht. Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Tobias Teeuwen. Bild: Glühendes Stahlblech im gasbasierten Tiefungsversuch, Bildrechte: IBF |
Wärmetechnische Charakterisierung von Oberflächenkontakten Zur Simulation von Warmumformprozessen ist die Kenntnis des Wärmeübergangs zwischen Werkzeug und Werkstück unverzichtbar. Zurzeit erfolgt die Bestimmung des Wärmeübergangskoeffizienten vielfach mittels inverser Methoden für die in-stationäre Wärmeleitung, welche häufig nur unzureichende Ergebnisse liefern. Daher wird am IBF in Kooperation mit dem Institut für Industrieofenbau und Wärmetechnik ein Versuchsstand zur Ermittlung der stationären Wärmeleitung entwickelt. Dabei können diverse Einflussgrößen, wie Atmosphäre, Kontaktdruck, Temperatur und Oberflächenrauigkeit variiert werden, um den entsprechenden Prozess so anwendungsnah wie möglich abzubilden. Besonderer Fokus liegt dabei auf kleineren Kontaktdrücken bei höheren Temperaturen, wodurch Prozesse wie das Glühen von gecoilten Metallbändern oder der Brammentransport auf dem Rollgang abgebildet werden können. Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Daniel Petrell. Bild: Versuchsstand zur Ermittlung der stationären Wärmeleitung, Bildrechte: IBF |