Abschlusspräsentation des BMBF Projektes PU2000 IMAUF

„Innovative Methoden zur Auslegung von Umformwerkzeugen

im Fahrzeugbau“, 29.11.2010, Düsseldorf, Stahlinstitut VDEh

Vorstellung des Projektes IMAUF: Zielsetzung, Ablauf und
Zusammenfassung der Ergebnisse

K. Roll¹, P. Bogon¹, C. Ziebert²

¹Daimler AG, Werk Sindelfingen HPC B512, 71059 Sindelfingen

²Institut für Materialforschung I, Karlsruher Institut für Technologie

Das Projekt "Innovative Methoden zur Auslegung von Umformwerkzeugen im Fahrzeugbau" war ein vom BMBFgefördertes Verbundvorhaben (Laufzeit: 31.03.2007-31.8.2010). Die Partner auf der Institutsseite waren das Institut für Materialforschung I des KIT, das Fraunhofer Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen, das Fraunhofer Institut für Werkstoffmechanik, die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen - Lehrstuhl für Fertigungstechnologie und die Universität Stuttgart - Institut für Umformtechnik. Auf der Industrieseite nahmen die Daimler AG, die Dynamore GmbH, die Gesellschaft für numerische Simulation mbH, das Sächsische Technologie Zentrum gGmbH, die Fortbildungsakademie der Wirtschaft gGmbH, das Technologiezentrum für Oberflächentechnik GmbH, die ThyssenKrupp Steel AG und die Volkswagen AG teil.

Ziel des Verbundvorhabens IMAUF war es, die grundlegenden Innovationen aus den F+E-Arbeiten der Bereiche Blechumformung, rechnergestützte Simulationsmethoden, Plasmabe-schichtungstechnik und Oberflächenmodifizierung zusammenzuführen, in den produzierenden Unternehmen der Automobilindustrie zu erproben, im Erfolgsfall umzusetzen und in Qualifizierungsmaßnahmen überzuführen. Beim Bau von Karosseriewerkzeugen ist die deutliche Senkung der Herstellkosten und der Herstellzeit bei gleichzeitiger Steigerung der Qualität der herzustellenden Blechformteile das Hauptziel. Dies erfordert u.a. die Abstimmung der Werkzeugsteifigkeit mit der Maschinensteifigkeit. Das ist durch entsprechende FE-Simulationen möglich und ermöglicht auch den Übergang von der Prozesssimulation mit starren Werkzeugen hin zur Anlagensimulation, bei der Werkzeug und Maschine elastisch dargestellt werden. Die dazu notwendigen Methoden wurden erprobt. Die unter Betriebslast auftretenden elastischen Formabweichungen der Werkzeugwirkflächen können kompensiert werden. Weitere wichtige Aspekte waren erstens die Modellierung und numerische Simulation der Feinblech-Mikroumformung in der Zone der Kontaktflächen kombiniert mit der in-situ-Untersuchung des Einglättungsverhaltens zur Verbesserung der Topographie von Feinblechoberflächen und zur Minimierung der Schmiermittelmengen. Zweitens wurden Schnittstellen und darüber gekoppelte Simulationsmethoden zur Berücksichtigung der Temperatur, der orts- und prozessabhängigen Reibprozesse und des Verschleißes erarbeitet. Drittens wurden zur Beeinflussung des Blechflusses Beschichtungsverfahren zur Herstellung neuartiger multifunktionaler Nanolaminatschichten im Labormaßstab entwickelt und auf industrielle Beschichtungsanlagen aufskaliert, die selektiv unterschiedliche Reibwerte auf der Werkzeugoberfläche ermöglichen. Schließlich konnte durch die Erarbeitung von Aus- und Weiterbildungsbausteinen für Produktionsfachkräfte der technische Erfolg des Projektes auch aus Sicht der Arbeits- und Prozessorganisation erhöht werden.