Neue Ergebnisse zum adiabatischen Trennen

Das von der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. geförderte Projekt „Materialwissenschaftlich gestützte Entwicklung von Simulationsstrategien für den Einsatz des adiabatischen Trennens in der Blechteilfertigung“, das gemeinsam mit Prof. Wagner vom LWW der TU Chemnitz von November 2015 bis Oktober 2018 bearbeitet wurde, ist erfolgreich abgeschlossen worden. Aufgrund der sich prozessbedingt einstellenden Lokalisierung der Deformation und der kurzen Prozesszeit können mit dem adiabatischen Trennverfahren auch hochfeste Stähle getrennt werden. Die Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen:

• Die effektive Schnittenergie beträgt 40 % der Eingangsengergie (vgl. Bild links).
• Bei gleicher Fließspannung unter Raumtemperatur ist ein unterschiedliches Materialverhalten unter dynamischer Last feststellbar (Dehnratensensitivität).
• Die Dehnratensensitivität bildet eine markante und wichtige Kenngröße für das adiabatische Trennen: Je geringer sie ist, desto besser sind die Lokalisierungseigenschaften des Werkstoffes (vgl. Bild rechts).
• Die einstellende Scherbandbreite und die typische S-Kontur konnte für beide Werkstoffe mittels FE-Simulation vorhergesagt werden.
• Das adiabatische Scherband des Werkstoffs C75S weist eine deutlich höhere Härtesteigerung auf als der Werkstoff 20MnB5.

Mit Abschluss des Projektes konnte somit für die Industrie eine Abschätzung der notwendigen Prozessenergie vorgenommen und eine Empfehlung hinsichtlich der Werkstoffeignung formuliert werden.

Für weiterführende Informationen zum Projekt wenden Sie sich bitte an: Herrn Fabian Schmitz, Abteilung Mechanik: Tel: +49 231 755 8498

Stipendien an MMT-Studierende verliehen

Fünf der MMT-Stipendiaten (von links nach rechts): Bill Febrian Winoto, Keziah George, Anna Kibireva, Monica Pavani und Ahmed Elkholiy

Im Rahmen der Veranstaltung „Stifter treffen Stipendiaten“ wurde am 17. Januar 2019 ein Stipendium an Studierende des „Master of Science in Manufacturing Technology“ (MMT) verliehen. Die feierliche Übergabe der Stipendienurkunden im Industrieklub Dortmund bot die Gelegenheit zum direkten Austausch der Studierenden mit ihren Förder/-innen von der Wilo-Foundation, der KARL-KOLLE-Stiftung und Frank-Hirschvogel-Stiftung.

Bewilligung eines neuen DFG-Transferprojektes

Im Dezember 2018 wurde im Rahmen des Sonderforschungsbereiches TR 73 „Umformtechnische Herstellung von komplexen Funktionsbauteilen mit Nebenformelementen aus Feinblechen - Blechmassivumformung“ für den Standort Dortmund ein Transferprojekt bewilligt. Das Forschungsvorhaben mit dem Titel „Inkrementelle Blechmassivumformung unter Anwendung thermisch gesteuerter Gradierungsmechanismen“ wird seit Januar 2019 am IUL bearbeitet. Transferprojekte wurden im Rahmen von Sonderforschungsbereichen durch die DFG eingeführt, um „Erkenntnisse der Grundlagenforschung unter Praxisbedingungen zu prüfen oder gemeinsam mit einem Anwendungspartner bis zu einem Prototyp oder einer beispielhaften Anwendung weiterzuentwickeln.“[1]  Im Transregio 73 wurde u. a. die inkrementelle Blechmassivumformung von Funktionsbauteilen wie z. B. das Randaufdicken und Verzahnen eingeführt und etabliert.

In der Anwendung stellt sich jedoch die Herausforderung der Geometrietreue und Werkzeugstandzeit bei höherfesten Werkstoffen - etwa bei Hochmanganstahl.

Ein möglicher Lösungsansatz soll nun anschließend an die bereits geleisteten Ergebnisse aus Teilprojekt A4 gemeinsam mit den Industriepartnern/-innen von Faurecia Automotive GmbH, thyssenkrupp AG und voestalpine High Performance Metals Deutschland GmbH  im bewilligten Transferprojekt untersucht werden: Realisiert durch thermische in situ Bauteilgradierung soll eine Stoffflusssteuerung durch lokale Fließspannungsanpassung erfolgen. Die Ziele des neuen Transferprojektes sind somit zum einen das Erlangen neuer Erkenntnisse über das thermomechanische Verhalten hochfester Werkstoffe und zum anderen die Erhöhung und Vorhersage der Werkzeugstandzeit.

Bei Nachfragen zum Transferprojekt wenden Sie sich bitte an:

Herrn Sebastian Wernicke, Abteilung Sonderverfahren: Tel: +49 231 755 7429

[1] DFG, online: http://www.dfg.de/foerderung/programme/koordinierte_programme/sfb/antragsteller/programmelement_transfer/index.html, aufgefunden am 28.01.2018.

Austauschstudierende von der Xi’an Jiaotong Universität

Herr Yifan Du und Herr Liang Zhong (v. r. n. l.)

Seit Beginn des Jahres forschen zwei chinesische Austauschstudierende von Prof. Yanshan Lou am IUL an der Schädigungscharakterisierung von hochfesten Stählen. Während des dreimonatigen Forschungsaufenthalts untersuchen Herr Yifan Du und Herr Liang Zhong von der Xi’an Jiaotong Universität in China das Materialverhalten von Blechwerkstoffen in Bezug auf Schädigung für verschiedene thermische und mechanische Belastungszustände. Während ihres Aufenthalts am IUL werden die Studierenden von den Mitarbeitern/-innen der Abteilung für angewandte Mechanik und Materialcharakterisierung betreut. Ziel des Aufenthaltes ist der Aufbau einer experimentellen Datenbasis. Dabei werden verschiedenste Versuche durchgeführt, unter anderem auch der am IUL entwickelte ebene Torsionsversuch. Die Forschungsarbeiten werden nach Rückkehr der Gäste an ihrer Heimatuniversität weitergeführt und gemeinsam mit den in Dortmund gewonnenen Daten für die Bestimmung von Bruchortskurven verwendet werden.

Treffen des IUL-Industriebeirats

Teilnehmer/-innen des 16. Industriebeirats

Der 2010 gegründete Industriebeirat des Instituts für Umformtechnik und Leichtbau ist mit renommierten Vertreterinnen und Vertretern von 22 Industrieunternehmen und Forschungsverbänden besetzt. Die enge Zusammenarbeit im Rahmen des zweimal jährlich tagenden Gremiums dient dem Erfahrungsaustausch zwischen Industrie und Forschung: So ist einerseits sichergestellt, dass der aktuelle, in der industriellen Praxis festgestellte Forschungs- und Ausbildungsbedarf kurzfristig an das Institut kommuniziert wird, und andererseits haben die Industrievertreter/-innen die Möglichkeit, sich über Forschungsinnovationen zu informieren, die sie etwa zur Effizienzsteigerung in der Produktion einsetzen können.  Im Rahmen der Sitzungen am 23.05. und 30.11.2018 standen die Werkstoffcharakterisierung und der Einsatz der numerischen Prozesssimulation in der Produktion sowie die Stanz- und Biegetechnik mit Folgeverbundwerkzeugen im Fokus.

1. Industriekolloquium des SFB/Transregio 188

Teilnehmer/-innen des Industriekolloquiums 2018

Der SFB/Transregio 188 lud am 15. November 2018 zu seinem ersten Industriekolloquium in das Kongresszentrum Westfalenhallen Dortmund ein. Den weit mehr als 100 internationalen Teilnehmerinnen und Teilnehmern wurden in 12 Vorträgen und einer begleitenden Posterausstellung neueste Forschungsergebnisse zum Thema „Schädigungskontrollierte Umformprozesse“ präsentiert. Der Schwerpunkt lag auf der Analyse und Charakterisierung der Schädigungsvorgänge auf verschiedenen Skalen sowie der Beeinflussung der Schädigungsevolution bei Prozessen der Blech- und Massivumformung. Die anwendungsorientierte Nutzung dieser dabei gewonnenen Erkenntnisse reichte von der Simulation einzelner Umformvorgänge bis hin zur virtuellen Optimierung der gesamten Fertigungskette einschließlich der Beurteilung des Produkts hinsichtlich des Einsatz- und Crashverhaltens. Die Vielfalt der Anwendungsbeispiele, die von den eingeladenen Rednern aus der Industrie und namhaften Forschungsinstituten gezeigt wurden, sowie die große Resonanz bei den Teilnehmerinnen und Teilnehmern verdeutlichte die hohe Relevanz des Themas für die Fertigungstechnik und darüber hinaus.

Wir möchten uns bei der DFG bedanken, die durch die Förderung des Forschungsverbunds diese Veranstaltung ermöglicht hat, und bei der Wirtschaftsförderung Dortmund, die die Veranstaltung freundlicherweise finanziell unterstützt hat.

Tag der offenen Tür 2018

Auch in diesem Jahr hat sich das IUL gemeinsam mit dem ISF an der Gestaltung des Tags der offenen Tür der TU Dortmund am Samstag, den 10. November, umfangreich beteiligt. Zwischen 10 und 15 Uhr konnten sich die Besucher/-innen zwischen Kaffee und Waffeln persönlich über Umformmaschinen sowie Maschinen der additiven Fertigung informieren. Viele Prozesse wurden durchgehend live durchgeführt und während der stündlich stattfindenden Führungen detailliert und anschaulich erklärt. Auch die tele-operative Prüfzelle konnte in Augenschein genommen werden und der Roboter sowie der Versuch eben nicht, wie sonst üblich per Internet, sondern direkt beobachtet werden. Studieninteressierte konnten durch die Gespräche mit Mitarbeiter/-innen des IULs einen guten Einblick in das Maschinenbaustudium an der TU Dortmund erhalten. Ein besonderes Angebot gab es zudem für die kleinen Besucher/-innen an diesem Tag. Das IUL hatte neben einer Buttonpresse, welche mittels eines Blechumformprozesses Magnet-, Ansteck- oder Spiegel-Buttons herstellt, auch wieder professionelles Kinderschminken angeboten, sodass diese auch das Verfahren des Beschichtens im wahrsten Sinne des Wortes hautnah erleben konnten und somit früh für das Thema Ingenieurwissenschaften begeistert wurden.

Auf Biegen - ohne Brechen

Austausch zwischen Wissenschaft und Industrie zur Simulation von Bauteilversagen

Am 09.10.2018 stellten die Teilnehmer/-innen aus Wissenschaft und Industrie innovative Methoden zur Vorhersage des Versagens von metallischen Bauteilen beim Arbeitsgruppentreffen des Deutschen Verbands für Materialforschung und -prüfung (DVM) an der TU Dortmund vor. Bauteile in Fahrzeugen und Bauwerken werden vor dem Hintergrund der Ressourceneffizienz mittels moderner Simulations- und Berechnungsmethoden ausgelegt. Beim Treffen der Arbeitsgruppe Simulation des DVM-Arbeitskreises „Bauteilsicherheit und Bruchmechanik“ diskutierten 30 Teilnehmer/-innen, wie auch für neue Werkstoffe, z. B. höchstfeste Stähle, das Versagen akkurat vorhergesagt werden kann. Durch fortschrittliche Schädigungsmodelle und für die experimentelle Erprobung benötigte Versuchsaufbauten erhöhen sich Lebensdauer und Wirtschaftlichkeit von Bauteilen z. B. aus der Karosserie von Fahrzeugen. Die Organisatoren Prof. A. Erman Tekkaya, Dr. Till Clausmeyer (beide Institut für Umformtechnik und Leichtbau der Technischen Universität Dortmund), Dr. Steffen Gerke (Universität der Bundeswehr München) und Prof. Sebastian Münstermann (Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen) begrüßten ein internationales Publikum in der Experimentierhalle des Instituts für Umformtechnik und Leichtbau. Die Veranstaltung wurde finanziell von der KARL-KOLLE-Stiftung unterstützt. Die Mitglieder des Arbeitskreises erarbeiten Prüf- und Berechnungsvorschriften für die Auslegung von verbreiteten Umformprozessen, um selbst in hochbelasteten Biege- oder Karosserieziehteilen Brüche zu verhindern.

WissensNacht Ruhr 2018

Das Wochenende mit Wissenschaft zum Anfassen einläuten. Das konnten mehrere hundert, junge EntdeckerInnen am Freitag, 28. September, bei der WissensNacht Ruhr 2018 in der Dortmunder DASA. Die Arbeitsgruppe ELLI – Exzellentes Lehren und Lernen in den Ingenieurwissenschaften – des IUL hatte zusammen mit den Projektkollegen des Zentrums für Hochschulbildung und der Ingenieurdidaktik einen vielseitigen Stand angeboten, bei dem es jede Menge zu entdecken gab. Vor historischer Industriekulisse konnten die wissenshungrigen BesucherInnen unter dem Motto „Technik selbst gestalten“ ihren eigenständig designten Schlüsselanhänger mittels 3D-Druck fertigen oder einen Kühlschrankmagneten mit Hilfe eines Blechumformprozesses herstellen. Daneben konnte man, dank entsprechender Brillen für virtuelle und augmentierte Realitäten, erste Einblicke in fremde Welten erlangen und somit die atmosphärische Kulisse der Hallen verlassen. Die WissensNacht Ruhr wird voraussichtlich wieder im Jahr 2020 Wissenschaft aus der Metropolregion Ruhr für interessierte EntdeckerInnen zugänglich machen.

7. Dortmunder Kolloquium zur Rohr- und Profilumformung 2018

Am 12. September durfte das IUL Gäste aus Unternehmen und Hochschulen zum 7. Dortmunder Kolloquium zur Rohr- und Profilumformung empfangen. Mehr als 75 Teilnehmer, vier ausstellende Unternehmen und zwölf Vorträge bildeten eine Plattform für einen intensiven Erfahrungs- und Meinungsaustausch zwischen Anwendern/-innen, Maschinenherstellern/-innen und Wissenschaftlern/-innen. Acht Vorträge aus der Industrie und vier aus der Wissenschaft umfassten innovative Themen zur Industrie 4.0 sowie zu neuen bzw. erweiterten Verfahren im Bereich der Rohr- und Profilumformung. Die Themen verdeutlichen die stetig steigenden Anforderungen an Unternehmen und Wissenschaftler z. B. hinsichtlich der Schaffung von Prozessverständnis, der Erweiterung bestehender Prozessgrenzen sowie der Vernetzung von Produktionsabläufen. Das DORP fördert dahingehend den Austausch, verstetigt Beziehungen und vertieft die Zusammenarbeit zwischen Industrie und Wissenschaft.