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Projekte

Der Themenbereich A Umformen konzentriert sich auf den Werkstoff Stahl und die Prozesse Walzen, Tiefziehen und Presshärten. Unter dem Schwerpunkt „kaltumformbare Mehrphasenstähle“ wird die Prozesskette mit den Fertigungsschritten Walzen, Glühen und Tiefziehen betrachtet und die Forschungsarbeiten fokussieren auf die Themen Phasenfeld-Plastizität, Phasenbildungs- und Rekristallisationsprozesse, Einfluss der Reibung auf den Umformprozess sowie Charakterisierung und zweiskalige Simulation und Optimierung der Kette.
Der Schwerpunkt „warmumformbare Mehrphasenstähle (Presshärten)“ setzt nach dem Walzen eines Mehrphasenstahls an und behandelt somit die komplexe Prozesskette zur Herstellung pressgehärteter Bauteile bestehend aus Ofenerwärmung, Warmumformen und Abkühlen im Werkzeug. Vorrangig fokussiert dieser Schwerpunkt auf die Themen Eigenspannungen, Phasenbildungskinetik sowie Umformen und Homogenisierung während der Umwandlung.

Insbesondere die Themen aus dem letztgenannten Schwerpunkt arbeiten stark verknüpft mit dem Themenbereich B Zerspanen und Wärmebehandeln zusammen.
Dieser fokussiert auf Stahlwerkstoffe für das Einsatz- bzw. Induktionshärten. Die entsprechenden Prozessketten Weichbearbeitung, Einsatz- bzw. Induktionshärten, Hartbearbeitung und mechanische Oberflächenbehandlungen werden vergleichend bewertet. Daneben greifen die Phasenfeldbeschreibung der Umwandlungen im Abschreckprozess sowie die Entwicklung von Hartbearbeitungsverfahren angesichts des Verzugspotentials dünnwandiger, eigenspannungsbehafteter Bauteile die Prozesskette „Presshärten“ aus dem Themenbereich A auf und sorgen so für eine noch intensivere Verknüpfung der Themenbereiche. Ergänzend zum Erstantrag werden im Themenbereich B die mechanische Oberflächenbehandlung, die resultierenden Bauteileigenschaften und die Energieeffizienz der Prozesskette betrachtet.

Übergeordnete Fragestellungen, die sowohl den Themenbereich A als auch den Themenbereich B betreffen, werden im Themenbereich C Simulationstechniken für Prozessketten behandelt. Effiziente Modellierungs- und Simulationsmethoden, die eine multiskalige Modellierung und prozesskettenübergreifende Betrachtungen ermöglichen, stehen im Mittelpunkt der Untersuchungen. Dabei werden die gewonnenen Erkenntnisse in enger Zusammenarbeit mit den Themenbereichen A und B regelmäßig ausgetauscht, damit das gesamte Graduiertenkolleg möglichst frühzeitig davon profitieren kann.

Um die thematische Zusammenarbeit zwischen den Themenbereichen bzw. den Prozessketten weiter zu intensivieren, wurden mit Beginn der 2. Doktorandengeneration drei Arbeitskreise eingerichtet. Diese werden von Kollegiaten des Graduiertenkollegs geleitet. Der Arbeitskreis Umformen stellt sicher, dass die Erkenntnisse zu umformtechnischen Simulationen zwischen den Prozessketten „warmumformbare Mehrphasenstähle (Presshärten)“ und „kaltumformbare Mehrphasenstähle“ ausgetauscht und gemeinsam weiterentwickelt werden.
Der Arbeitskreis Wärmebehandeln adressiert alle drei Prozessketten und beide Themenbereiche. Im Fokus steht hierbei die Untersuchung der Wärmebehandlung in der Prozesskette „kaltumformbare Mehrphasenstähle“ sowie der Härteprozesse in der Prozesskette „warmumformbare Mehrphasenstähle“ und „Massivbauteile“ mit seinen Auswirkungen auf die unterschiedlichen Bauteile und deren Gefüge. Der Arbeitskreis Zerspanen adressiert die Prozesskette „Presshärten“ und „Massivbauteil“. Insbesondere die Erkenntnisse zur Zerspanung am Massivbauteil im gehärteten und weichen Zustand sollen auf eine spanende Bearbeitung von dünnwandigen pressgehärteten Bauteilen übertragen werden.