Engel, Bernd
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Engel, Bernd
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Publication Access status: Open Access , Beeinflussung der Umformzone durch segmentierte Niederhalter beim inkrementellen ProfilbiegenDie Industrie befindet sich im Wandel. Sinkende Losgrößen bei gleichzeitig steigender Variantenvielfalt erfordern Produktionstechnologien, die eine wirtschaftliche Fertigung niedriger bis mittlerer Stückzahlen ermöglichen. Parallel dazu stellt die Transformation der Mobilität, insbesondere der Übergang vom Verbrennungs- zum Elektroantrieb, die Automobilindustrie vor zusätzliche Herausforderungen bei der Entwicklung und Fertigung neuer Crashstrukturen und Lastpfade. Konventionelle Werkzeugtechnologien mit starren, produktspezifischen Funktionsflächen stoßen hierbei zunehmend an ihre Grenzen. Zukünftige Produktionssysteme erfordern daher flexible Fertigungsprozesse und Werkzeuge, die eine wirtschaftliche Herstellung vom Einzelteil bis hin zu mittleren Losgrößen ermöglichen und gleichzeitig eine lastorientierte Bauteilauslegung unterstützen. Das inkrementelle Schwenkbiegen (ISB) stellt in diesem Kontext ein vielversprechendes Biegeumformverfahren dar. Das Biegemoment wird hierbei reibschlüssig über die Klemmflächen des Niederhalters in das Halbzeug eingeleitet, wodurch eine hohe Flexibilität hinsichtlich der umformbaren Halbzeuggeometrien erreicht wird. Der inkrementelle Charakter des Prozesses eröffnet zudem Freiheitsgrade zur Herstellung variabler Biegeradien und -winkel. Darüber hinaus wird in diesem Beitrag anhand etablierter Analysemethoden ein Werkzeugkonzept vorgestellt, das es ermöglicht, die Verteilung der Klemmkraft durch einstellbare, segmentierte Niederhalteflächen mit vertikalem Freiheitsgrad gezielt anzupassen und dadurch die Größe und Form der Umformzone zu beeinflussen. Anschließend wird das Potenzial zur Erweiterung der Grenzen der Umformtechnik im Hinblick auf die numerisch ermittelte lokale Dehnungsverteilung durch die dynamische Be- und Entlastung der Klemmflächensegmente während der inkrementellen Umformung untersucht. Das übergeordnete Ziel der Arbeit ist die Realisierung eines prozessintegriert steuerbaren Materialflusses in der Blechumformung. Die aktive Beeinflussung der Umformzone im ISB eröffnet damit neue Möglichkeiten zur flexiblen und lastorientierten Herstellung von Strukturbauteilen, beispielsweise von Längsträgern im Fahrzeugbau, und stellt einen vielversprechenden Ansatz für die wirtschaftliche Produktion zukünftiger lasttragender Strukturelemente dar.Source Type:InProceedings5 7 - Some of the metrics are blocked by yourconsent settings
Publication Access status: Open Access , Brittle fracture of notched components fabricated by stereolithographySince additive manufacturing (AM, i.e., 3D printing) has been widely used for production of end-used products, the mechanical strength of parts fabricated by this technology have gained considerable significance. The current study presents fracture load assessment of 3D-printed components fabricated by the stereolithography (SLA) technique using UV sensitive resin material. In this context, dumbbell-shaped specimens were printed and tested to determine basic mechanical properties. Moreover, V-notched semi-circular bending test coupons with various notch opening angles (i.e., 15°, 30°, 45°, 60°, 75°, and 90°) were printed and examined. Parallel to the experimental tests, we developed a finite element model to simulate the load carrying performance of 3D-printed parts. Moreover, we used the digital image correlation technique to determine displacement and strain field on the surface of the examined specimens. Since the mechanical strength and fracture behavior of 3D-printed parts are investigated in the current study, the presented outcomes can be utilized for innovative designs of parts fabricated by SLA with a higher mechanical strength, and improved load-carrying capacity.Source Type:Article7 10 - Some of the metrics are blocked by yourconsent settings
Publication Access status: Open Access , Datengestützte Umformtechnik: Künstliche Intelligenz zwischen Prozesswissen, Regelung und ProduktionsrealitätWith the 7th Biegeforum, the Chair of Forming Technology at the University of Siegen once again offers researchers the opportunity to present their topics and findings to a specialist audience from industry and academia. This conference volume brings together current research findings and innovative developments in forming technology, highlighting the broad scope of the research field. The Biegeforum thus underscores its role as a key platform for exchange between research and industry — a role it has fulfilled since its first edition in 2011.Source Type:Conference ProceedingsSeries:Forschungsberichte des Lehrstuhls für Umformtechnik3 10 - Some of the metrics are blocked by yourconsent settings
Publication Access status: Open Access , Erweiterung der Prozessgrenzen für hochfestes mikrolegiertes Kaltband durch inkrementelles Profil-SchwenkbiegenMikrolegiertes Kaltband im Zugfestigkeitbereich zwischen 500 und 1000 MPa ist seit langem ein etablierter Werkstoff im Bereich automobiler Anwendungen. Die als CR500LA bis CR1000LA bezeichneten Werkstoffe werden aufgrund ihres hohen Streckgrenzenverhältnisses z.B. für Profil-Anwendungen wie Sitzschienen verwendet. Im Rahmen des hier vorgestellten Projektes wurde untersucht, in wieweit durch eine Kombination aus inkrementellem Schwenkbiegen und hochfestem mikrolegierten Kaltband die Prozessgrenzen für Stahlprofile erweitert werden können. Durch das vergleichsweise gute Lochaufweitverhältnis der mikrolegierten Sorten sind schon beim kontinuierlichen Biegen von Profilen gute Ergebnisse erzielbar. Durch die inkrementelle Verfahrensvariante und das sehr gute lokale Umformvermögen dieser Werkstoffgruppe konnten die Prozessgrenzen noch einmal erheblich erweitert werden.Source Type:InProceedings300 109 - Some of the metrics are blocked by yourconsent settings
Publication Access status: Open Access , Mixed mode brittle fracture of stereolithographic 3D-printed partsTechnical advances in additive manufacturing (AM), also known as three-dimensional (3D) printing, have led to applications of this technology in creation of end-use items. Consequently, performance and the mechanical strength of AMed parts have become of significant importance. In this research, fracture behavior and crack propagation of AMed cracked plates are investigated. To this aim, the stereolithography (SLA) technique is used to fabricate square plate specimens with a hole in the center and radial cracks that started at the perimeter of the central hole. Here, full range of mixed-mode fracture (from pure mode I to pure mode II) are obtained by altering the angle between the crack and the applied load. We used the finite element method to determine stress intensity factors. This study deals with a series of experiments on 3D-printed cracked plates to study mixed-mode fracture and crack propagation in brittle fracture of SLA 3D-printed components. Additionally, the digital image correlation technique was used to determine strain field on the surface of the specimens. As SLA is one of the most commonly used concepts in polymer 3D printing and has garnered significant attention for fabrication of complex structural elements, the outcomes of this study are useful for next developments and innovative designs of 3D-printed polymeric components.Source Type:Article326 174 - Some of the metrics are blocked by yourconsent settings
Publication Access status: Open Access , The way forward in rotary draw bending: a reviewPresently, Rotary Draw Bending (RDB) process is one of the most common tube bending techniques used in industrial production around the world. The process is executed on a specially designed machine being fitted with specific forming tools. The quality of final products in RDB largely depends on process parameters being selected by the machine operator. These process parameters are selective balance of movements and effect of forming tools on the tubes. Substantial development has been done in identification of optimum process parameters for improving the quality of bent tubes. Each process parameter has a unique and versatile effect on quality aspects like ovality, wrinkling and fracture of the tubes. This reviewbased research is focused on gathering published information on so-far identified process parameters in RDB and their eventual effect on the tube’s quality. In the end, authors present their own perspective about the future of a RDB process. The authors perspective suggests merging of AM (Additive Manufacturing) with conventional RDB process to impart enhanced efficiency and improved quality to forming tools and bent products respectively. Apropos, a concept of hybrid pressure die is presented which encompasses manufacturing of a fundamental forming tool (pressure die) using AM techniques. The suggested model of hybrid forming tools opens a new avenue for industrialists to manufacture more flexible, cost effective and substantially beneficial tools for the RDB process in future.Source Type:InProceedings3 20 - Some of the metrics are blocked by yourconsent settings
Publication Access status: Open Access , Transformation in der BiegetechnikMit dem 6. Biegeforum hat der Lehrstuhl für Umformtechnik an der Universität Siegen ein neues Format geschaffen, in dem neben der Industrie nun auch den Forschenden ein eigener Schwerpunkt am Forum gegeben wird. Im vorliegenden Tagungsband sind Fachvorträge zum aktuellen Stand der Forschung sowie von Innovationen in der Umformtechnik zusammengefasst. Sie geben einen spannenden Einblick in hochaktuelle Forschungsergebnisse zum Biegen. Seit seiner erstmaligen Auflage im Jahr 2011 hat sich das Biegeforum zu dem etablierten Treffpunkt für Wissenschaft und Praxis entwickelt. Es findet fortan im zweijährigen Rhythmus statt.Source Type:Conference ProceedingsSeries:Forschungsberichte des Lehrstuhls für Umformtechnik7 7 - Some of the metrics are blocked by yourconsent settings
Publication Access status: Open Access , Verfahrensentwicklung 3D SchwenkbiegenIm Zuge der Individualisierung wird sich die Massenproduktion zu einer personalisierten Produktion verändern, mit zum Teil geringeren Losgrößen bei erheblicher Zunahme von Varianten. Daraus formulieren sich Forderungen nach Flexibilität in der Fertigungstechnik. Das Schwenkbiegen eignet sich als flexibles und werkzeugarmes Verfahren zur Herstellung variabler Querschnittsgeometrien. Die für das 3D Schwenkbiegen entwickelte Fertigungstechnik erweitert die Anwendungsmöglichkeiten des Basisverfahrens erheblich, indem sie die Herstellung nichtlinearer, dreidimensionaler Biegekanten zur Herstellung querschnittsvariabler und belastungsangepasster Bauteile ermöglicht. Derartige Bauteile finden sich häufig in Entwicklungen für Karosserie- und Strukturbauteile, z. B. in der Automobil- und Luftfahrtindustrie. Das Verfahren ist skalierbar und damit auf die Verarbeitung variabler Werkstückgeometrien, Werkstoffe und Rückfederungsverhalten einstellbar. Im vorliegenden Paper wird ein Verfahrensüberblick gegeben und das Arbeitsdiagramm der Fertigungstechnik 3D Schwenkbiegen vorgestellt, welches zur Bewertung und Auslegung künftiger Geometrien herangezogen werden kann.Source Type:InProceedings2 8
