Gezielte Nutzung umformtechnisch induzierter Eigenspannungen in metallischen Bauteilen

Der Senat der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) hat die Einrichtung des Schwerpunktprogramms "Gezielte Nutzungzung umformtechnisch induzierter Eigenspannungen in metallischen Bauteilen" (SPP 2013) beschlossen. Das Programm ist auf eine Laufzeit von sechs Jahren ausgerichtet.

Das Streben nach Leichtbaulösungen in der industriellen Fertigung bedingt die Konzeption, Herstellung und Verwendung anwendungsspezialisierter Bauteile. Dabei bietet eine Herstellung mittels umformtechnischer Fertigungsverfahren gegenüber spanenden Fertigungsverfahren zahlreiche Vorteile. Neben hoher Materialausnutzung und Produktivität wird bei umgeformten Bauteilen ein beanspruchungsgerechter Faserverlauf erzielt. Dies führt gegenüber spanend hergestellten Bauteilen zu verbesserten mechanischen Eigenschaften und einer hohen dynamischen Beanspruchbarkeit.

Allerdings wird das Einsatzverhalten von umformtechnisch hergestellten Bauteilen stark von den vorliegenden Eigenspannungen beeinflusst. Der Eigenspannungszustand ist maßgeblich für die Initiierung von Bauteilschädigung sowohl während des Fertigungsprozesses als auch im späteren Einsatz verantwortlich. Aus diesem Grund werden Eigenspannungen bislang als zu vermeidender Faktor interpretiert, der die Herstellbarkeit von Bauteilen weitgehend negativ beeinflusst.

Die effizienten Modelle und experimentellen Versuchseinrichtungen der Betriebsfestigkeit zeigen die vielversprechenden Ansätze zur potenziellen Nutzbarkeit von Eigenspannungen. Im Schwerpunktprogramm wird daher angestrebt, Eigenspannungen bewusst mithilfe umformender Fertigungsverfahren zu steuern und zu kontrollieren, sodass diese einen positiven Einfluss auf relevante Eigenschaften der umformtechnisch hergestellten Bauteile haben.

Anstehende Veranstaltungen

SPP2013 auf der 89. Jahrestagung der Gesellschaft für angewandte Mathamtik und Mechanik e.V.