SFB 1153 - Prozesskette zur Herstellung hybrider Hochleistungsbauteile durch Tailored Forming

Der Sonderforschungsbereich (SFB) 1153 „Tailored Forming“ setzt sich zum Ziel die Potentiale für hybride Massivbauteile auf Basis einer neuartigen Prozesskette zu erschließen und die dafür notwendigen fertigungstechnischen Verfahren zu entwickeln. Im Gegensatz zu bestehenden Herstellungs- und Fertigungsprozessen von hybriden Massivbauteilen, bei denen der Fügeprozess erst während der Umformung oder am Ende der Fertigungskette erfolgt, werden im SFB maßgeschneiderte Halbzeuge verwendet, die vor dem Formgebungsprozess gefügt werden. Auf diese Weise lassen sich Bauteile fertigen, die den geforderten Anforderungsprofilen der unterschiedlichen Struktur- und Funktionsbereiche im Bauteil besser entsprechen als Bauteile aus Monowerkstoffen. Durch die Kombination unterschiedlicher Werkstoffe innerhalb eines Bauteils kann bei gleicher oder verbesserter Leistungsfähigkeit, entweder das Bauteilgewicht oder die Kosten des Bauteils reduziert werden. Gegenüber den bestehenden Fertigungsverfahren wird in der Tailored-Forming-Prozesskette durch die einfache Geometrie der vorgefügten Halbzeuge die Handhabung sowie die prozesssichere Herstellung einer stoffschlüssigen Fügezone erleichtert. Der gezielt gesteuerte Werkstofffluss während der anschließenden Umformung ermöglicht zudem die Beeinflussung der resultierenden Fügezonengeometrie, was mit konventionellen Fügeverfahren aktuell nicht realisierbar ist. Durch die thermomechanische Beeinflussung während der Umformung kann außerdem eine Verbesserung der Fügezonenqualität erzielt werden. Der innovative Ansatz des SFB 1153 beinhaltet eine ganzheitliche Betrachtung des Fertigungs- und Entwicklungsprozesses vom Halbzeug bis zum einsatzfähigen Bauteil unter Erstellung von hierfür notwendigen Verfahrensrichtlinien und der Ableitung spezifischer Gesetzmäßigkeiten. Als Hauptziele der zweiten Förderperiode lassen sich die Erweiterung des Materialspektrums, die Funktionsintegration und die Erhöhung der Bauteilkomplexität sowie die generelle Weiterentwicklung der erarbeiteten Prozessschritte und -ketten definieren. Hierdurch soll das Eigenschaftsspektrum erweitert und die Leistungsfähigkeit sowie die Integration der Tailored-Forming-Technologie verbessert werden, um so das Anwendungspotential insgesamt zu erhöhen. Der Nachweis der Übertragbarkeit der im SFB erarbeiteten wissenschaftlichen Grundlagen auf industrielle Fertigungsprozesse und Anwendungsfälle wird in der zweiten Förderperiode durch zwei Transferprojekte erbracht. Hierbei erfolgt zum einen die Skalierung der erarbeiteten Prozessketten auf Großbauteile und zum anderen auf industrierelevante Lastkollektive und Demonstratoren.

Ansprechpartner Leibniz Universität Hannover

Prof. Dr.-Ing. Hans Jürgen Maier, Institut für Werkstoffkunde (IW) 

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