Rösel, Sebastian

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• Sheet metal hydroforming of tailored blanks using magnetorheological fluid as forming and sealing medium

  
  (Third Party Funds Single)
  Abstract

  Durch den Einsatz magnetorheolgischer Flüssigkeiten zur Hochdruck-Blechumformung lassen sich die bisherigen Prozessgrenzen erweitern, die für konventionelle Wirkmedien, wie Hydrauliköl, gelten. Insbesondere die Prozessgrenze hinsichtlich der Abdichtung der Kavität im Flanschbereich kann zu höheren Innendrücken und niedrigeren Flächenpressungen im Flansch verschoben werden. Dies wird dadurch erreicht, dass die Fluideigenschaften, wie zum Beispiel die Viskosität, durch Anlegen eines externen magnetischen Feldes lokal beeinflusst werden. Da in der Kavität kein Magnetfeld vorherrscht, stellt sich in diesem Bereich ein annähernd isostatischer Druckzustand ein. Um eine Steigerung der Dichtwirkung bei geringen Niederhalterkräften und selbst bei geringen Spalthöhen zu erzielen, werden im Flanschbereich magnetische Felder appliziert, die eine grundsätzliche Veränderung des Viskositätsverhaltens herbeiführen. Die einstellbaren Materialeigenschaften des Mediums haben jedoch einen erheblichen Einfluss auf die Reibung zwischen Blech und Werkzeug. Deshalb soll eine grundlegende Charakterisierung der tribologischen Bedingungen unter verschiedenen Randbedingungen erfolgen, die auch Auswirkungen auf die resultierenden Leckageraten haben. Um eine durchgängige Betrachtung des Prozesses zu ermöglichen, werden numerische Simulationen von stationären Strömungszuständen im Flanschbereich, wie sie bei der Umformung von Tailored Blanks auftreten können sowie die Modellierung des Umformprozesses für Platinen mit Dickensprüngen bei lokal unterschiedlichen Reibzahlen durchgeführt. Die genannten numerischen Simulationen werden mit Ergebnissen aus Experimenten abgeglichen und validiert. Dies ermöglicht eine Dimensionierung der erforderlichen Medienfördereinrichtungen als auch die numerische Auslegung von Umformprozessen.

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• Sheet metal hydroforming using magnetorheological fluid as forming and sealing fluid

  
  (Third Party Funds Single)
  Abstract

  Bei der wirkmedienbasierten Umformung von Blechen stellt die Dichtgrenze eine maßgebliche Einschränkung des Prozessfensters dar. Leckagen können dazu führen, dass der Kalibrierdruck nicht erreicht wird. Eine Vermeidung solcher Leckagen durch den Einsatz von speziellen Wirkmedien, wie zum Beispiel magnetorheologischen Flüssigkeiten können die Prozessrobustheit erhöhen. Die Viskosität dieser Flüssigkeiten wird durch das Anlegen eines magnetischen Feldes stark erhöht, was zu einer Reduzierung des Leckagevolumens bei gleichzeitiger Erhöhung des Innendruckes führt. Ziel dieses Forschungsprojektes ist die Klärung der Frage, ob die genannten Flüssigkeiten als Wirk- und Dichtmedium für Umformprozesse eingesetzt werden können und das gezielte Anlegen von Magnetfeldern im Flanschbereich zu einer Reduzierung der Leckagen führt. Dadurch wird das unkontrollierte Auftreten von Leckagen verhindert.
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