Das Forschungsprojekt „Tailored Heating in der Warmumformung“ befasst sich mit numerischen und experimentellen Untersuchungen, in wieweit sich ein maßgeschneidertes Temperaturprofil in einem umzuformenden Rohteil erzeugen lässt. Auf diese Weise kann eine gezielte Verteilung der Fließspannung im Werkstück eingestellt werden, die für einen nachfolgenden Umformprozess dahingehend genutzt werden kann, dass eine gewünschte Massenvorverteilung im Bauteil erzielt wird.

Üblicherweise werden Gesenkschmiedeprozesse in mehreren Umformschritten, mindestens durch Vorformen und Fertigformen, durchgeführt. Beim Vorformen, werden spezielle Umformverfahren, wie z.B. das Reckwalzen oder Querkeilwalzen, angewendet. Die dafür benötigten Umformaggregate und Umformwerkzeuge sind sehr kostenintensiv und dadurch oftmals nicht ökonomisch für Firmen. Mit dem Tailored Heating soll eine wirtschaftliche Möglichkeit geboten werden, auf die Vorformaggregate zu verzichten und dennoch durch Pressen des maßgeschneidert erwärmten Rohteils eine geeignete komplexe Vorform herzustellen und sowohl Energie- als auch Materialeinsparungseffekte zu erzielen.

Im Rahmen einer durch den Industrieverband Massivumformung (IMU) finanzierten Studie (Projekt-Nr.: IMU42) wurde auf Grundlage von FEM-Simulationen eine erste Untersuchung des Einflusses einer inhomogenen Temperaturverteilung auf die Vorformprozesse „Flachdrücken“ und „Anstauchen“ untersucht. Es konnte aufgezeigt werden, dass die Geometrie der umgeformten Werkstücke durch eine inhomogene Erwärmung signifikant beeinflusst werden kann. Jedoch wurde der Aufheizvorgang in diesem Rahmen nicht untersucht, sondern lediglich eine Temperaturverteilung vorgegeben. Hier knüpft das Forschungsprojekt „Tailored Heating“ an. Es wird untersucht, welche Temperaturprofile und dementsprechend welche Verteilung der Fließspannung sich tatsächlich einstellen lassen. Zur Erzeugung der Temperaturverteilung werden am Institut für Elektroprozesstechnik die Erwärmung durch Konduktion sowie durch Induktion und am Institut für Industrieofenbau und Wärmetechnik der RWTH Aachen durch Direct Flame Impingement untersucht. Ausgehend von numerischen Untersuchungen für drei unterschiedliche Werkstoffe werden die jeweiligen Erwärmungskonzepte an Versuchsaufbauten getestet und miteinander technisch und wirtschaftlich verglichen. Am Ende des Projektes sollen, auf Grundlage der Ergebnisse aus Simulation und Experiment, Richtlinien zur Auslegung und Anwendung von maßgeschneiderten Temperaturprofilen für die untersuchten Werkstückgeometrien und Werkstoffe erstellt werden.