Voruntersuchungen zur Einsetzbarkeit des Walzprofilierens zur Herstellung bistabiler dünner Bleche

Abstract

ZusammenfassungBistabile Bleche verfügen aufgrund der über Umformprozesse eingebrachten Eigenspannungen über zwei stabile Strukturen: Im Transportzustand können sie platzsparend transportiert werden, bevor sie am Einsatzort in eine gestreckte Form entfaltet werden. Die gestreckte Form weißt eine größere Stabilität auf, wenn sie vollständig geschlossen bzw. rohrförmig ist. Da für die Erreichung bistabiler Eigenschaften Bleche mit einer hohen Streckgrenze und geringer Dicke genutzt werden müssen, werden häufig inkrementelle Umformverfahren bei der Herstellung eingesetzt. Obwohl ein inkrementelles Biegen über zwei orthogonale Achsen bereits die Herstellung vollständig geschlossener bistabiler Bleche von hoher Qualität ermöglicht, ist es als nachteilig zu bewerten, dass die maximale Größe einer solchen Struktur durch die Gesenkbreite begrenzt wird. Ziel dieses Artikels ist daher die Untersuchung des Walzprofilierens als alternatives Umformverfahren zur Herstellung bistabiler Blechstrukturen mit nahezu beliebiger Länge. Es werden Ergebnisse mit einem vereinfachten Ersatzmodell präsentiert, sodass der Einfluss der Walzdurchläufe auf die erreichbaren Krümmungsradien vorab simulativ abgeschätzt werden kann. Anschließend werden Walzprofilierversuche an vorab unverformten Blechen und an Blechen mit vorheriger inkrementeller Biegung präsentiert. Die Ergebnisse zeigen, dass durch eine Kombination von inkrementellem Biegen (1. Umformschritt) und anschließendem Walzprofilieren (2. Umformschritt) bistabile Blechstrukturen erzeugt werden können. Die erreichbaren Krümmungsradien hängen von den durchgeführten Walzdurchläufen bzw. dem Abstand zwischen den einzelnen Walzbahnen ab. Es wird somit eine neue Prozessroute zur Herstellung von bistabilen Blechstrukturen mit nahezu beliebiger Länge präsentiert.