Verbundstrangpressen

Prof. Dr.-Ing. A. Erman Tekkaya
Institut für Umformtechnik und Leichtbau (IUL)
Technische Universität Dortmund
Baroper Straße 303
44227 Dortmund
Telefon: 0231 755 - 2681
Fax: 0231 755 - 2489
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Ziele

In den Phasen I und II wurden ausschließlich Verstärkungselemente zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften in Profile eingebettet. In Phase III wurde das Verfahren vor allem durch die Einbettung von Funktionselementen erweitert, die zur Daten- oder Signalübertragung verwendet werden können. Dadurch wurden neuartige Anwendungsmöglichkeiten eröffnet. Durch eine definierte Variation des Verstärkungselementquerschnitts und der Profilkontur während des Prozesses konnte die Vielfalt der herstellbaren Verbundprofile gesteigert und das Verfahren flexibler gestaltet werden.

 

Zusammenfassung

Ein Hauptziel war die prozesssichere Einbettung von Funktionselementen mit geringen mechanischen Festigkeiten im Vergleich zu den bisher verwendeten hochfesten Verstärkungselementen. Dies stellte neue große Herausforderungen an den Prozess. Um die Funktionselemente einzubetten, wurden Werkzeuge konzipiert und gestaltet. Zusätzlich musste der Prozess so ausgelegt werden, dass sich die Elemente zerstörungsfrei mit dem Blockwerkstoff verbanden.

Es war notwendig, Strategien und Maßnahmen zum Schutz der Funktionselemente vor den im Prozess auftretenden Spannungen und Temperaturen zu erarbeiten. In Kooperation mit Teilprojekt A3 wurden für den Strangpressprozess geeignete Funktionselemente ausgewählt. In Phase II wurden verschiedene grundlegende Untersuchungen zur Erhöhung des Verstärkungsanteils durchgeführt, die mit den bisherigen Werkzeugkonzepten zu hohen auftretenden Prozesskräften führten. Aufbauend auf diesen Arbeiten wurde in Phase III der Verstärkungsanteil für metallische Verstärkungselemente durch konstruktive Entwicklungen an den Strangpresswerkzeugen sowie an den Blockaufnehmern und Stempeln gesteigert.

Das Teilprojekt B1 wurde mit Simulationen bei der Werkzeuggestaltung und der Bestimmung der Prozessparameter unterstützt. Eine flexible Variation der Verstärkungselementgeometrie konnte beispielsweise durch einen vorgelagerten, in den Versuchsaufbau integrierten Walz- oder Lochprozess erreicht werden. Ein weiteres Teilziel war es, das Verfahren in Zusammenarbeit mit Teilprojekt A1durch die Herstellung von Profilen mit variablen Querschnitten zu flexibilisieren. Dazu wurde ein innovatives Werkzeugkonzept entwickelt, mit dem es in Kooperation mit dem Verbundstrangpressen möglich war, verstärkte oder funktionale Profile mit variablen Profilquerschnitten herzustellen. Der Einfluss der Querschnittsvariation auf den Werkstofffluss und darauf, wie die Elemente im Profil eingebettet sind, wurde hierbei grundlegend analysiert.