Dr. Frank Burmeister

Die Genauigkeit von Reibungs- und Verschleißmodellierungen in Warmumformprozessen ist unzureichend. Zudem fehlt es bisher an einer guten Kopplung von Reib- und Umformsimulation. Die komplexen Vorgänge im Tribospalt sind noch nicht hinreichend verstanden. Lokale Wärme­entwicklungen z.B. durch Schmierfilmabriss, sind bisher nicht detektierbar, bestimmen aber die Reibeigenschaften und das Umformverhalten. Um hier ein verbessertes Verständnis zu erreichen, wurde am Fraunhofer IWM ein Konzept zur experimentellen Kennwertermittlung und ganzheitlichen numerischen Abbildung eines tribologischen Systems am Beispiel einer Warmmassivumformung einer Aluminiumlegierung entwickelt.

In einem neu aufgebauten Prüfstand sind die Reibwerte bei unterschiedlichen Umformgraden durch die Erfassung der Drehmomente und der Höhenänderung direkt ermittelbar (Abb. 1). Darüber hinaus wurden Sensorschichten entwickelt und auf die Oberfläche des Umformwerkzeugs appliziert, die den Temperaturverlauf während des Reibvorgangs in-situ messen können. Mit dem Sensor konnte z.B. das Überstreichen der Messstelle mit einem Alusegment im Moment der Stauch-Scherbeanspruchung direkt erfasst werden (Abb. 2).

Im Softwarepaket FORGE NxT 3.0, das in der Warmmassivumformung weit verbreitet ist, wurde zusätzlich ein dreidimensionales FE-Modell des Prüfstands aufgebaut.

Weitere Details können folgender Veröffentlichung entnommen werden:

Oberle, N.; Burmeister, F.; Wirth, M.; Zapara, M.; Kailer, A., Experimentelle Charakterisierung und numerische Modellierung der Reibvorgänge in der Warmmassivumformung am Beispiel einer Aluminiumlegierung, massivUMFORMUNG September 2021 (2021) 53-56 Link

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