Skip to main content
Erschienen in: Production Engineering 5-6/2015

01.07.2015 | Production Process

Approach to minimize the distortion of 6xxx-aluminum tailor heat treated blanks in industrial applications

verfasst von: Alexander Kahrimanidis, Daniel Wortberg, Marion Merklein

Erschienen in: Production Engineering | Ausgabe 5-6/2015

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Tailor heat treated blanks (THTB) are a well-known approach to considerably enhance the forming limits of 6xxx-aluminum alloys. This is realized by locally adjusting the mechanical properties with regard to a forming operation using a short term heat treatment. However, the resulting temperature distribution unavoidably leads to distortion of the blank due to thermal expansion of the heated areas. This is challenging for automated processing of THTB since dimensional accuracy and stackability must be assured. In this work the influence of heating parameters, tool design and blank thickness on the distortion behavior of 6xxx THTB are investigated by laboratory experiments. To show that it is in principle possible to predict the distortion behavior in advance, a thermo-mechanical simulation is used to recalculate one of the findings. The results from laboratory experiments are transferred and validated on a near-series heating tool. It is demonstrated that distortion can be minimized and controlled in a way that automated processing of THTB becomes possible.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat Goede M, Stehlin M, Rafflenbeul L, Kopp G, Beeh E (2009) Super light car—lightweight construction thanks to a multi-material design and function integration. Eur Transp Res Rev 1:5–10CrossRef Goede M, Stehlin M, Rafflenbeul L, Kopp G, Beeh E (2009) Super light car—lightweight construction thanks to a multi-material design and function integration. Eur Transp Res Rev 1:5–10CrossRef
2.
Zurück zum Zitat Miller W, Zhuang L, Bottema J, Wittebrood A, De Smet P, Haszler A, Vieregge A (2000) Recent development in aluminium alloys for the automotive industry. Mater Sci Eng A280:37–49CrossRef Miller W, Zhuang L, Bottema J, Wittebrood A, De Smet P, Haszler A, Vieregge A (2000) Recent development in aluminium alloys for the automotive industry. Mater Sci Eng A280:37–49CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Kleiner M, Chatti S, Klaus A (2006) Metal forming techniques for lightweight construction. J Mater Process Tech 177:2–7CrossRef Kleiner M, Chatti S, Klaus A (2006) Metal forming techniques for lightweight construction. J Mater Process Tech 177:2–7CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Merklein M, Johannes M, Lechner M, Kuppert A (2014) A review on tailored blanks—production applications and evaluation. J Mater Process Tech 214:151–164CrossRef Merklein M, Johannes M, Lechner M, Kuppert A (2014) A review on tailored blanks—production applications and evaluation. J Mater Process Tech 214:151–164CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Edwards G, Stiller K, Dunlop G, Couper M (1998) The precipitation sequence in Al–Mg–Si alloys. Acta Mater 46:3893–3904CrossRef Edwards G, Stiller K, Dunlop G, Couper M (1998) The precipitation sequence in Al–Mg–Si alloys. Acta Mater 46:3893–3904CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Geiger M, Merklein M, Vogt U (2009) Aluminum tailored heat treated blanks. Prod Eng Res Dev 3:401–410CrossRef Geiger M, Merklein M, Vogt U (2009) Aluminum tailored heat treated blanks. Prod Eng Res Dev 3:401–410CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Merklein M (2003) Laser forming of hardenable aluminium alloys. Proceedings of the 10th international conference on sheet metal,167–174 Merklein M (2003) Laser forming of hardenable aluminium alloys. Proceedings of the 10th international conference on sheet metal,167–174
8.
Zurück zum Zitat Lechner M, Kuppert A, Hagenah H, Merklein M (2013) Optimization of the heat treatment layout and blank outline for THTB. Key Eng Mater 554–557:2465–2471CrossRef Lechner M, Kuppert A, Hagenah H, Merklein M (2013) Optimization of the heat treatment layout and blank outline for THTB. Key Eng Mater 554–557:2465–2471CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Geiger M, Merklein M, Staud D, Kaupper M (2008) An inverse approach to the numerical design of the process sequence of tailored heat treated blanks. Prod Eng Res Dev 2:15–20CrossRef Geiger M, Merklein M, Staud D, Kaupper M (2008) An inverse approach to the numerical design of the process sequence of tailored heat treated blanks. Prod Eng Res Dev 2:15–20CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Cornu J (1988) Advanced welding systems—fundamentals of fusion welding technology. Springer, BerlinCrossRef Cornu J (1988) Advanced welding systems—fundamentals of fusion welding technology. Springer, BerlinCrossRef
11.
Zurück zum Zitat Volkmuth J (1996) Eigenspannungen und Verzug. Härterei-Techn Mitt 51:145–154 Volkmuth J (1996) Eigenspannungen und Verzug. Härterei-Techn Mitt 51:145–154
12.
Zurück zum Zitat Pan J (2002) Factors affecting final part shaping. In: Totten G, Howes M, Inoue T (eds) ASM handbook of residual stress and deformation of steel. ASM international, Ohio, pp 159–182. doi:10.1361/hrsd2002p159 Pan J (2002) Factors affecting final part shaping. In: Totten G, Howes M, Inoue T (eds) ASM handbook of residual stress and deformation of steel. ASM international, Ohio, pp 159–182. doi:10.​1361/​hrsd2002p159
13.
Zurück zum Zitat Mayr P (1993) Dimensional alterations of parts due to heat treatment. Proceedings of the 3rd European conference on residual stresses, 55–57 Mayr P (1993) Dimensional alterations of parts due to heat treatment. Proceedings of the 3rd European conference on residual stresses, 55–57
14.
Zurück zum Zitat Deng D, Murakawa H, Liang W (2007) Numerical simulation of welding distortion in large structures. Comput Methods Appl Mech Eng 196:4613–4627MATHCrossRef Deng D, Murakawa H, Liang W (2007) Numerical simulation of welding distortion in large structures. Comput Methods Appl Mech Eng 196:4613–4627MATHCrossRef
15.
Zurück zum Zitat Buchbinder D, Schilling G, Meiners W, Pirch N, Wissenbach K (2011) Untersuchung zur Reduzierung des Verzugs durch Vorwärmung bei der Herstellung von Aluminiumbauteilen mittels SLM. RTejournal 8 Buchbinder D, Schilling G, Meiners W, Pirch N, Wissenbach K (2011) Untersuchung zur Reduzierung des Verzugs durch Vorwärmung bei der Herstellung von Aluminiumbauteilen mittels SLM. RTejournal 8
16.
Zurück zum Zitat Denis S, Archambault P, Gautier E, Simon A, Beck G (2002) Prediction of residual stress and distortion of ferrous and non-ferrous metals: current status and future developments. J Mater Eng Perform 11:92–102CrossRef Denis S, Archambault P, Gautier E, Simon A, Beck G (2002) Prediction of residual stress and distortion of ferrous and non-ferrous metals: current status and future developments. J Mater Eng Perform 11:92–102CrossRef
17.
Zurück zum Zitat Apps R, Milner D (1968) Introduction to welding and brazing. Pergamon, Oxford Apps R, Milner D (1968) Introduction to welding and brazing. Pergamon, Oxford
18.
Zurück zum Zitat Dilthey U (2005) Schweißtechnische Fertigungsverfahren 2—Verhalten der Werkstoffe beim Schweißen. Springer, Berlin Dilthey U (2005) Schweißtechnische Fertigungsverfahren 2—Verhalten der Werkstoffe beim Schweißen. Springer, Berlin
19.
Zurück zum Zitat Hirsch J (2004) Automotive trends in aluminium—the European perspective. Mater Forum 28:15–23 Hirsch J (2004) Automotive trends in aluminium—the European perspective. Mater Forum 28:15–23
Metadaten
Titel
Approach to minimize the distortion of 6xxx-aluminum tailor heat treated blanks in industrial applications
verfasst von
Alexander Kahrimanidis
Daniel Wortberg
Marion Merklein
Publikationsdatum
01.07.2015
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Production Engineering / Ausgabe 5-6/2015
Print ISSN: 0944-6524
Elektronische ISSN: 1863-7353
DOI
https://doi.org/10.1007/s11740-015-0628-5

Weitere Artikel der Ausgabe 5-6/2015

Production Engineering 5-6/2015 Zur Ausgabe

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.