Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWMInnovative Prozessoptimierung mit Mikrostrukturanalyse, um die Ermüdungseigenschaften von massivumgeformten Aluminiumbauteilen signifikant zu verbessern.
AluForgingsLifeTime: Erhöhung der Lebensdauer von massivumgeformten Aluminiumbauteilen durch prozessgesteuerte Mikrostrukturoptimierung
Laufendes Forschungsprojekt
Projektbeschreibung
Das Projekt »Erhöhung der Lebensdauer von massivumgeformten Aluminiumbauteilen durch prozessgesteuerte Mikrostrukturoptimierung« verfolgt das Ziel, die Ermüdungseigenschaften dieser Bauteile durch optimierte Prozessführungen zu verbessern. Im Rahmen des Projekts werden die Wechselwirkungen zwischen Prozessparametern und der Mikrostruktur während des Schmiedens und der Wärmebehandlung untersucht. Ein zentraler Ansatz besteht darin, ein virtuelles Modell zu entwickeln, das es ermöglicht, die Auswirkungen von Prozessänderungen auf die Werkstoffeigenschaften zu simulieren. Durch gezielte Analysen der Mikrostruktur, wie Korngröße und -orientierung, werden optimale Prozessparameter identifiziert, um die Ermüdungsfestigkeit zu erhöhen. Das Projekt wird in enger Zusammenarbeit mit führenden Unternehmen der Branche durchgeführt, die als projektbegleitender Ausschuss fungieren. Durch die Einbindung neuester Simulationstechnologien und experimenteller Methoden wird eine umfassende Bewertungsmethodik entwickelt, die als Grundlage für zukünftige Entwicklungen in der Aluminiumverarbeitung dient.
Teilvorhaben Fraunhofer IWM
Am Fraunhofer IWM werden etablierte Methoden zur Mikrostrukturmodellierung in Massivumformprozessen sowie zur mikromechanischen Simulation der Ermüdungsschädigung gezielt auf die Aluminiumlegierungen angepasst und weiterentwickelt. Dabei kommen sowohl numerische Modellierungsverfahren zur Vorhersage der Gefügeentwicklung als auch fortschrittliche Simulationsmethoden zur Bewertung des Ermüdungsverhaltens zum Einsatz. Parallel dazu werden systematische Charakterisierungs- und Validierungsversuche auf Proben- und Bauteilebene durchgeführt, um die Simulationsergebnisse experimentell zu verifizieren und die Prognosefähigkeit der entwickelten Modelle sicherzustellen.
Transfer der Projektergebnisse in FuE-Leistungen des Fraunhofer IWM
- Mikrostruktur-Simulation für Massivumformung: Numerische Modellierung der Gefügeentwicklung zur prozessbegleitenden Optimierung von Umformverfahren und gezielten Einstellung von Materialeigenschaften
- Ermüdungslebensdauer-Prognose: Mikromechanische Simulation zur Vorhersage des Ermüdungsverhaltens und Bewertung der Bauteillebensdauer bereits in der Entwicklungsphase
- Experimentelle Materialcharakterisierung: Umfassende Prüfdienstleistungen zur Bestimmung mechanischer Eigenschaften, Mikrostrukturanalyse und Ermüdungsparameter für die Validierung von Simulationsmodellen und industrielle Werkstoffqualifizierung
Förderhinweis
