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Neue Werkstoffe brauchen neue Verarbeitungsprozesse. Um das Potential der Wirtschaftlichkeit in der Produktion und der Sicherheit für den Verbraucher voll auszuschöpfen, das der Einsatz von hoch- und höchstfesten Stählen beispielsweise in der Automobilindustrie bieten könnte, müssen die Fertigungsverfahren in allen Details optimal beherrschbar sein. Die Grundlagen der Warmblechumformung von höchstfesten Vergütungsstählen untersucht eine neu eingerichtete Forschergruppe, an der die Universitäten Erlangen-Nürnberg, Dortmund und Hannover sowie die Technische Universität München beteiligt sind. Die Koordination liegt beim Erlanger Lehrstuhl für Fertigungstechnologie; Lehrstuhlinhaber Prof. Dr. Manfred Geiger ist der Sprecher der Forschergruppe. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft hat eine erste dreijährige Förderperiode ab Juli 2004 bewilligt.
Für Stoßfänger, Säulen und Querträger oder den Seitenaufprallschutz, die bei einem Crash die Insassen eines Wagens vor Verletzungen bewahren sollen, sind Vergütungsstähle ein sehr interessantes neues Material. Sie entsprechen den Anforderungen an den energie- und kostensparenden Leichtbau und vereinbaren Formbarkeit mit Festigkeit, was für höchstfeste Stähle äußerst schwer zu erreichen ist.
Vergütungsstähle werden bei Temperaturen von 900 bis 1000°C durch Presshärten verarbeitet, ein Verfahren, das die Umformung des Werkstoffs zum Bauteil und den Härtungsprozess in einem Arbeitsgang zusammenfasst. Der Stahl wird beim Kontakt der erwärmten Platine mit einem kalten Werkzeug abgekühlt. Die mikrostrukturellen Eigenschaften, die die Festigkeit bedingen, können damit weder die Formbarkeit behindern, noch werden sie durch die Hitze zerstört.
Als eine nach dem "Trial and Error"-Prinzip entwickelte Fertigungstechnik leidet das Presshärten jedoch unter vielfältigen Mängeln, deren Ursachen nicht geklärt sind. Die neue Forschergruppe nimmt sich nun des vielversprechenden Verfahrens von Grund auf an. In vier ineinandergreifenden und aufeinander aufbauenden Teilprojekten wird die gesamte Prozesskette einer eingehenden wissenschaftlichen Betrachtung unterzogen. Am Lehrstuhl für Fertigungstechnologie in Erlangen wird das mechanische Werkstoffverhalten beim Umformen analysiert. In Hannover werden die mikrostrukturellen Vorgänge mittels Simulation nachvollzogen; in Dortmund befassen sich die Wissenschaftler mit der Prozess- und Werkzeuggestaltung, und an der TU München werden die systemtechnischen Komponenten, wie Pressen und Werkzeuge, unter die Lupe genommen. Regelmäßige Treffen und der Austausch wissenschaftlicher Mitarbeiter sichern die inhaltliche Verknüpfung der auf vier Standorte verteilten Forschungsarbeiten.
Nach Abschluss der ersten Förderperiode im Jahr 2007 ist eine zweite dreijährige Phase geplant, in der eine geeignete Handhabungstechnik an einer Versuchsanlage in Dortmund entwickelt und umgesetzt werden soll.
Weitere Informationen:
Dr. Marion Merklein
Lehrstuhl für Fertigungstechnologie
Universität Erlangen-Nürnberg
Tel.: 09131/85 -27961
m.merklein@lft.uni-erlangen.de
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Maschinenbau, Werkstoffwissenschaften
überregional
Forschungsprojekte
Deutsch
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