Beanspruchung segmentierter Werkzeuge beim Innenhochdruck-Umformen

Das Forschungsvorhaben untersucht segmentierte, längsgeteilte Werkzeuge für das Innenhochdruck-Umformen von rohrförmigen Halbzeugen. Ziel ist es, das Verhalten von IHU-Werkzeug-Segmenten unter Prozessbelastungen, insbesondere durch Schließ- und Zuhaltekräfte sowie den Innendruck, zu verstehen. Die Methodik umfasst theoretische Analysen, Modellbildung, numerische Simulationen und experimentelle Untersuchungen. Als Untersuchungsobjekte dienen symmetrische halbschalenförmige Segmente in einem Grundwerkzeug, die für die Grundformen „Tonne“ (freie Aufweitung) und „T-Stück“ (gestützter Werkstofffluss) verwendet werden. Ein Schwerpunkt liegt auf der Anwendbarkeit verschiedener Lösungsansätze zur Analyse der Segmentbelastung. Die Experimente zeigen, dass die Genauigkeit und Einpassung der Segmente entscheidenden Einfluss auf die elastische Deformation haben. Die Schließ- und Zuhaltekraft stellt sich als wichtigste Einflussgröße heraus. Geometrische Abweichungen, selbst innerhalb üblicher Toleranzen, führen zu Richtungsumkehr der elastischen Verformungen während der Lastwechselzyklen, was für die Werkzeugstandzeit relevant ist. Der Vergleich von Simulation und Experiment zeigt, dass die Ergebnisse nur teilweise übereinstimmen, insbesondere in quantitativen Aspekten, was die ursprünglich angestrebte Validierung der Ergebnisse erschwert und die Projektziele nicht vollständig erreicht werden konnten.