Experimentelle und numerische Untersuchungen zur Innendruckumformung ohne Formwerkzeug

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der »wirkmedienbasierten Umformung ohne Formwerkzeug« (engl.: »Die-Less-Hydroforming«). Bei diesem Umformverfahren werden zwei ebene, deckungsgleiche Blechplatinen übereinandergelegt und dann an ihrem gemeinsamen Rand über eine Dichtnaht miteinander verschweißt. Anschließend wird durch eine Innendruckumformung ein räumliches Objekt erzeugt. Der Kenntnisstand zu diesem gegenüber den klassischen Umformverfahren doch eher unkonventionellen Fertigungsverfahren wird anhand existierender Beispiele erörtert. Im Zentrum steht die numerische Untersuchung des »Die-Less-Hydroforming« durch eine FEM-Prozessketten-Simulation, welche die beiden wesentlichen Fertigungsschritte Schweißen und Umformen beinhaltet. ... mehrFür eine realitätsnahe Umformsimulation wird durch Werkstoffprüfung des Platinenwerkstoffs 1.4301 über Zugversuche und unter Einsatz der DIC-Messtechnik eine Fließkurve ermittelt. Im Rahmen der Umformung beim »Die-Less-Hydrofoming« kann es zum Auftreten eines charakteristischen Beulmusters bzw. von Falten kommen. Das Auftreten dieser Beul- bzw. Faltenerscheinungen wird durch FEM-Simulationen ausführlich untersucht und die Ursachen hierfür werden erörtert.

The present publication deals with »Die-Less-Hydrofoming«. In the process of this forming technology two flat congruent metal sheets are placed one above the other and are then seal-welded along the edges. Afterwards, a spatial structure is generated by inflating. Compared to classic forming technologies, this manufacturing process is rather unconventional and the state of knowledge regarding its application is discussed by looking at existing examples. The focus of this publication is on the numerical investigation of »Die-Less-Hydroforming« by FEM-process-chain-simulation which includes welding and forming, either one being a major step of manufacturing. ... mehrIn order to ensure a realistic forming simulation a flow curve is determined, namely by testing sheet material 1.4301 in tension tests under the application of DIC-measurement technology. During forming within »Die-Less-Hydroforming« a characteristic buckling pattern or wrinkles can occur. The appearance of this type of buckling or wrinkling is investigated by FEM-simulation and causes are discussed.