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Vortrag

Automatisierte Lochaufweitung nach ISO 16630 zur Quantifizierung der Kantenrissempfindlichkeit

Mittwoch (04.12.2019)
09:35 - 09:55 Uhr

Bei einigen hoch- und höchstfesten Stahlblechen kann die beim Scherschneiden eingebrachte Vorschädigung zu einer signifikanten Verminderung des Formänderungsvermögens der Kante führen. Die Herstellbarkeitsbewertung von Bauteilen mit Hilfe der Grenzformänderungskurve nach DIN ISO 12004 führt bei betreffenden Stahlblechen folglich zur Überschätzung des Formänderungsvermögens im Kantenbereich und schlussendlich zum vorzeitigen Versagen der Kante bei der Umformung. Entsprechende Prüfverfahren bestehen aus zwei Schritten. Im ersten Schritt wird an der Probe durch Scherschneiden eine Schnittkante erzeugt, die im zweiten Schritt bis zum Riss gedehnt wird. Bei dem am weitesten verbreiteten Prüfverfahren, der Lochaufweitung nach ISO 16630, wird ein 10 mm Loch schergeschnitten, welches im Anschluss mit einem Kegelstempel bis zum Riss aufgeweitet wird. Der Prüfer detektiert hierbei visuell den Riss, stoppt den Aufweitungsprozess und bestimmt taktil den Endlochdurchmesser. Abschließend wird das prozentuale Lochaufweitungsverhältnis berechnet.


Der Test nach ISO 16630 wird zur Materialcharakterisierung überwiegend im Labor durchgeführt. Soll das Lochaufweitungsverhältnis jedoch als freigaberelevanter Wert für jedes Coil ermittelt werden, erhöht sich der Bedarf an Prüfkapazität. Aus diesem Grund wurde ein teilautomatisches Prüfumfeld entwickelt. Beim Schneidprozess wurde die Prozesszeit dadurch reduziert, dass die gewählte Presse zusammen mit dem neukonzipierten Schneidwerkzeug mit einem Hub fünf Löcher in den Probenstreifen stanzt. Eine Datenbank für die Schneidstempel und -matrizen sowie eine Datenanbindung ermöglicht eine Plausibilitäts- und Wartungskontrolle. Die gelochten Proben werden anschließend automatisch aus einem Magazin entnommen, im Werkzeug positioniert, geklemmt und aufgeweitet. Ein automatisierter Aufweitungsprozess bedingt eine automatische Risserkennung. Diese reduziert zusätzlich die Ergebnisstreuung um den Beitrag, der sich durch den Bedienereinfluss ergibt. Die speziell beleuchtete Probe wird hierzu mit einer hochauflösenden Digitalkamera gefilmt und die Bilder in Echtzeit analysiert. Eine Datenbankanbindung ermöglicht z. B. das Verwenden vordefinierter Grauwerteschwellen abhängig vom Reflexionsgrad der Probe (verzundert oder verzinkt).

Sprecher/Referent:
Dr.-Ing. Matthias Schneider
Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH
Weitere Autoren/Referenten:
  • Sebastian Westhäuser
    Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH
  • Dr. Andreas Brinck
    Salzgitter Flachstahl GmbH
  • Christian Fricke
    Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH