Strangpressen von Aluminiumprofilen mit prozessintegrierter umformtechnischer Weiterverarbeitung

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Der Einsatz leichter Tragwerkstrukturen für den Transportsektor auf Basis von Aluminium-Strangpressprofilen gewinnt ökonomisch, ökologisch und politisch motiviert zunehmend industrielles Interesse. Der verfahrensbedingte konstante Profilquerschnitt stellt meist nur einen Kompromiss zwischen der Funktionalität und dem Bauteildesign dar. Diese Arbeit befasst sich mit in die Prozesskette des Strangpressens integrierten umformtechnischen Weiterverarbeitungsverfahren zur Fertigung von Profilen mit über die Länge nicht konstanten Profilquerschnitten. Für die Verarbeitung von Hohlprofilen wurde die Prozesskombination aus Strangpressen und elektromagnetischer Kompression entwickelt und analysiert. Hierbei ist eine Werkzeugspule für die elektromagnetische Kompression hinter der Strangpressmatrize koaxial zum Profil angeordnet, um über die Entladung eines Stoßstroms aus der Strangpresse austretende Profile in periodischen Abständen lokal einzuziehen. Zur Unterstützung der Formgebung wurden Werkzeugkonzepte entwickelt, unter deren Einsatz sich Profile mit einer deutlich von der Ausgangsquerschnittsform des stranggepressten Halbzeugs abweichenden, lokal eingezogenen Bauteilgeometrie fertigen lassen. Für die Analyse und Kontrolle der Interaktion zwischen dem Druckimpuls und der Form- bzw. Gestaltänderung des Werkstücks in der sich an den Strangpressprozess anschließenden Prozessstufe wurde eine auf dem Prinzip der Photon Doppler Velocimetry basierende Messtechnik zur Erfassung der radialen Werkstückgeschwindigkeit entwickelt und die Umformhistorie analysiert. Als eine mögliche Anwendung der Verfahrenskombination wurde die Fertigung von nach dem Prinzip des Umstülpens von Rohren arbeitenden Crashelementen erprobt und deren Einsatzverhalten untersucht. Für offene Profile wurde ein Wellprofilierungsprozess, ausgeführt als Walzprozess, entwickelt und mit dem Strangpressen kombiniert. Bei dem Verfahren wird ein aus der Strangpresse austretendes Profil durch zwei gegenüberliegende, über den Umfang profilierte Walzen geführt, wobei Teilbereiche des Profils wellenförmig ausgebildet werden. Das Verfahren wurde in der Verarbeitung von Doppel-T-Profilen angewendet, wobei der Steg zwischen dem Ober- und Untergurt, mit dem Ziel der Steigerung der Beulfestigkeit, wellenförmig ausgebildet wird.