Wirkmedienbasierte Impulsumformung von Kanalstrukturen (WirKan)

Projektbeschreibung

Bei der Fertigung von Bauteilen mit komplexen Kanalstrukturen versprechen wirkmedienbasierte Impulsumformverfahren erhebliche Vorteile in Bezug auf erreichbare Kantenradien und Aspektverhältnisse sowie Homogenität der Blechdickenverteilung. Dies führt bei der Verwendung als Bipolarplatte zu höheren Wirkungsgraden bei gleichzeitig geringerem Bauteilgewicht. Aufgrund komplexer Wechselwirkungen unterschiedlicher physikalischer Disziplinen (z.B. Elektromagnetismus, Strukturmechanik, Fluiddynamik) bei der Druckentstehung, der Druckausbreitung im Fluid und der Bauteilumformung ist eine exakte Beschreibung und Auslegung wirkmedienbasierter Impulsumformprozesse derzeit jedoch noch nicht möglich. Ziel des Projektes ist daher, die Wechselwirkungen zwischen einstellbaren Prozessparametern, transientem Druckfeld im Wirkmedium, Umformprozess und Umformergebnis grundlegend zu analysieren und die Prozessgrenzen bei der Umformung von Kanalstrukturen zu identifizieren. Damit wird es perspektivisch möglich, den Wirkmediendruck gezielt so einzustellen, dass qualitativ hochwertige Bauteile hergestellt werden. Im Hinblick auf eine mögliche Anwendung für Bipolarplatten werden Halbzeuge aus 1.4404 mit 0,1 mm Wandstärke betrachtet. Um die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf andere Werkstoffe nachzuweisen, sind Untersuchungen an EN AW1050 Blechen in geringerem Umfang vorgesehen. Die Forschungsarbeiten erfolgen in enger Kooperation des Bremer Instituts für Strukturmechanik und Produktionsanlagen (bime) und Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) in Chemnitz.