ResearchResearch Projects
Auswirkung von Ultraschallschwingungen auf die inkrementelle Blechumformung

Auswirkung von Ultraschallschwingungen auf die inkrementelle Blechumformung

Led by:  Dr.-Ing. Jens Twiefel
E-Mail:  long@ids.uni-hannover.de
Team:  M. Sc. Yangyang Long (Piezo- und Ultraschalltechnik)
Year:  2019

Die inkrementelle Blechumformung ist ein innovatives Umformverfahren, bei dem ohne Formwerkzeug mit hoher Formbarkeit und kurzen Bearbeitungszeiten schnell Kleinserien gefertigt werden können. Der Einsatz von Ultraschallschwingungen im inkrementellen Blechumformungsprozess kann die Umformkraft wesentlich reduzieren und die Grenzflächentemperatur erhöhen.

Im Rahmen erster Voruntersuchungen wurden die Auswirkungen von Parametern, wie Blechmaterial, Ultraschallleistung, Vorschubgeschwindigkeit und Werkzeugdurchmesser, auf eine Reduzierung der Kraft und eine Erhöhung der Temperatur untersucht. Die Ergebnisse zeigen eine Reduzierung der Kraft von bis zu 70 % und eine Temperaturerhöhung in der Grenzschicht auf 18,77 ◦C.

Eine höhere Ultraschallleistung und eine niedrigere Vorschubgeschwindigkeit können zu einer erheblich Reduktion der Kraft führen, da aufgrund der akustischen Entfestigung durch Ultraschall mehr Ultraschallenergie in den Blechwerkstoff geleitet werden kann. Wird bei der inkrementalen Blechumformung Ultraschall eingesetzt, so entsteht aufgrund der hin- und hergehenden Relativbewegung der beiden Kontaktflächen mehr Reibarbeit, wodurch in der Grenzfläche zwischen Werkzeug und Blech eine höhere Temperatur erzeugt wird.

Die bisher erzielten experimentellen Ergebnisse zeigen, dass eine höhere Ultraschallleistung, eine niedrigere Formänderungsfestigkeit und eine niedrigere Vorschubgeschwindigkeit zu einer weiteren Erhöhung der Temperatur führen.