Erweiterte Blechwerkstoffmodellierung im Rahmen eines gekoppelten Spritzgieß-Blechumformprozesses

Die Aufgabenstellung dieser Arbeit besteht in der grundlegenden Untersuchung des gekoppelten Spritzgieß-Blechumformprozesses. Hierbei liegt der Schwerpunkt in einer realitätsnahen numerischen Abbildung solcher wirkmedienbasierten Umformprozesse auf Basis der FEM. Das setzt in erster Linie eine temperatur-abhängige Materialcharakterisierung und -modellierung des untersuchten Blechwerkstoffes und eine genaue Abbildung des Fließverhaltens des einge-setzten schmelzflüssigen Kunststoffes voraus. Neben den struktur- und strömungsmechanischen Eigenschaften der beteiligten Komponenten sind in der FE-Simulation ebenfalls die temperaturabhängigen Wechselwirkungen zu berücksichtigen.
Aufgrund der vorherrschenden thermomechanischen Prozessbedingungen beim
gekoppelten Spritzgieß-Blechumformprozess erwärmt sich das Blech durch den
Kontakt mit der Kunststoffschmelze auf eine für das Blechmaterial ungünstige
Umformtemperatur. In diesem Temperaturbereich tritt bei Stahlwerkstoffen die so
genannte Blausprödigkeit auf. Dabei verändern sich die Festigkeitswerte, das
Formänderungsvermögen sowie die anisotropen Eigenschaften des Blechwerk-stoffes gegenüber den Werten bei Raumtemperatur. Demnach sind die geänderten Materialeigenschaften des Blechwerkstoffes in einem Materialmodell zu berücksichtigen. Mithilfe der erweiterten Materialbeschreibung kann eine verbesserte Vorhersage der resultierenden Umformeigenschaften des Blechwerkstoffes beim gekoppelten Spritzgieß-Blechumformprozess erreicht werden.