Herstellung von kombinierten konvex-konkaven Formelementen mittels wirkmediengestützter inkrementeller Blechumformung

Projekt: Forschung

Projektbeteiligte

Beschreibung

Die inkrementelle Blechumformung (IBU) ist ein Fertigungsverfahren, das sich durch seine hohe Flexibilität auszeichnet und daher insbesondere für die Kleinserienfertigung geeignet ist. Ohne eine feste Gegenform, zum Beispiel eine Patrize oder ein zweites Werkzeug, können in der IBU jedoch keine komplexen Geometrien mit einer guten Geometriegenauigkeit erzeugt werden.
Mit dieser Herausforderung befasste sich die erste Phase des Forschungsprojekts zur wirkmediengestützten inkrementellen Blechumformung (WIBU), bei der die Blechunterseite mit dem Druck eines flüssigen oder gasförmigen Mediums beaufschlagt wird. Durch die Kombination aus Werkzeugpfad und Wirkmediendruck war es mit diesem Verfahren möglich, konvexe und konkave Geometrien zu erzeugen sowie beides für die Herstellung einer komplexen Form zu kombinieren. Insbesondere das konvexe Aufwölbungsverhalten lag im Fokus der ersten Phase und wurde mit analytischen, experimentellen und numerischen Methoden untersucht. Damit eine Geometrie gezielt eingestellt werden konnte, mussten die vielschichtigen Beziehungen zwischen den Prozessparametern und der Bauteilgeometrie berücksichtigt werden. Mit Hilfe eines Neuronalen Netzes wurde einen geschlossenen Regelkreis zur Einstellung der Produktgeometrie aufgebaut. Indem das Neuronale Netz den Wirkmediendruck dynamisch anpasste, konnte eine deutliche Verbesserung der geometrischen Genauigkeit erreicht werden.

Trotz seines großen Potenzials weist das Regelungskonzept den Nachteil auf, dass es nur für ein bestimmtes Blechmaterial und eine ausgewählte Geometrie anwendbar ist. Hieraus entsteht die Motivation für die zweite Phase, in der das Regelungskonzept erweitert wird, damit es uneingeschränkt auf alle Anwendungsfälle übertragen werden kann. Dem zugrunde liegt die
Forschungshypothese, dass die Soll-Geometrie über die Umformenergie mit den tangentialen Umformkräften verknüpft ist und letztere analytisch beschrieben werden können. Das Ziel ist die Entwicklung eines Online-Regelkreises, um die Soll-Geometrie robust und reproduzierbar zu erreichen.
StatusAbgeschlossen
Zeitraum01.01.2330.06.24