Erweiterte Blechwerkstoffmodellierung im Rahmen eines gekoppelten Spritzgieß-Blechumformprozesses

Autor: Tobias Götze

ISBN: 978-3-95900-035-2

Dissertation, Leibniz Universität Hannover, 2015

Herausgeber der Reihe: Bernd-Arno Behrens

Band-Nr.: IFUM 05/2015

Umfang: 144 Seiten, 91 Abbildungen

Schlagworte: Blechumformung, Spritzgießen, Materialmodellierung, FEM

Kurzfassung: Die Aufgabenstellung dieser Arbeit besteht in der grundlegenden Untersuchung des gekoppelten Spritzgieß-Blechumformprozesses. Hierbei liegt der Schwerpunkt in einer realitätsnahen numerischen Abbildung solcher wirkmedienbasierten Umformprozesse auf Basis der FEM. Das setzt in erster Linie eine temperatur-abhängige Materialcharakterisierung und -modellierung des untersuchten Blechwerkstoffes und eine genaue Abbildung des Fließverhaltens des eingesetzten schmelzflüssigen Kunststoffes voraus. Neben den struktur- und strömungsmechanischen Eigenschaften der beteiligten Komponenten sind in der FE-Simulation ebenfalls die temperaturabhängigen Wechselwirkungen zu berücksichtigen.
Aufgrund der vorherrschenden thermomechanischen Prozessbedingungen beim gekoppelten Spritzgieß-Blechumformprozess erwärmt sich das Blech durch den Kontakt mit der Kunststoffschmelze auf eine für das Blechmaterial ungünstige Umformtemperatur. In diesem Temperaturbereich tritt bei Stahlwerkstoffen die so genannte Blausprödigkeit auf. Dabei verändern sich die Festigkeitswerte, das Formänderungsvermögen sowie die anisotropen Eigenschaften des Blechwerkstoffes gegenüber den Werten bei Raumtemperatur. Demnach sind die geänderten Materialeigenschaften des Blechwerkstoffes in einem Materialmodell zu berücksichtigen. Mithilfe der erweiterten Materialbeschreibung kann eine verbesserte Vorhersage der resultierenden Umformeigenschaften des Blechwerkstoffes beim gekoppelten Spritzgieß-Blechumformprozess erreicht werden.