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. Für 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.