Ziel dieses Forschungsprojekts war, eine Methodik zur prozessnahen Machbarkeitsbewertung und rechnergestützten Prozessauslegung von Biege- und Schneidoperationen für hochfeste Stahlwerkstoffe zu erarbeiten und zu qualifizieren.
Die Herstellung von Strukturkomponenten für den Leichtbau durch Schneiden und Biegen ist eine werkstoff- und prozesstechnische Herausforderung. Um kostenintensive Anpassungen in der Produktion zu vermeiden, ist bereits im Vorfeld eine praxisnahe Evaluierung und effektive Simulation des Werkstoff- und Schädigungsverhaltens erforderlich. Ziel dieses Projekts war die Erarbeitung und Qualifizierung einer Methodik zur prozessnahen Machbarkeitsbewertung und rechnergestützten Prozessauslegung von Schneid- und Biegeoperationen für hochfeste Stahlwerkstoffe. Dazu wurden zunächst die Werkstoffe grundlegend charakterisiert, um Eingangsdaten für eine FE (Finite-Elemente)-basierte Simulation zu generieren. Die praxisnahe Abbildung des Schädigungsverhaltens erfolgte anhand von Modellversuchen zum Scherschneiden und Biegen, die eine gezielte Variation prozessbestimmender Parameter ermöglichen.
In experimentellen Versuchsreihen wurde das Prozessverhalten bezüglich auftretender Schädigung sowohl in Abhängigkeit des Werkstoffs als auch prozessbestimmender Parameter analysiert. Die für diese Versuche erstellten FE-Modelle erhielten ein integriertes Schädigungsmodell, um die Schädigung in Abhängigkeit prozessbestimmender Parameter sowie des Werkstoffs numerisch zu ermitteln. Auf Grundlage der breiten Datenbasis experimenteller und simulativer Ergebnisse erfolgte die Entwicklung eines Prozessprognoseprogramms, das auf Basis mathematischer Näherungsmodelle das Prozess- und Schädigungsverhalten der Werkstoffe in Abhängigkeit der wichtigsten Einflussparameter beim Schneiden und Biegen abschätzen kann. Mit diesem Programm ist es dem industriellen Anwender möglich, die Fertigungsprozesse bereits vor Produktionsbeginn auszulegen und den Aufwand zur Freigabe neuer Werkstoffe deutlich zu verringern.
