Werkstoffgerechtes Konstruieren und Gestalten mit metallischen Werkstoffen

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Moderne Konstruktionen im Maschinen- und Fahrzeugbau setzen zunehmend auf Leichtbauweise aus Umwelt- und Kostengründen, wobei metallische Werkstoffe aufgrund ihres hohen Recyclingpotenzials und ihrer Verarbeitbarkeit eine zentrale Rolle spielen. Neue Fertigungs- und Fügeverfahren ermöglichen innovative Lösungen, oft unter Verwendung neuer metallischer Halbzeuge. Die Entwicklung aktueller Stähle, Aluminium- und Magnesiumlegierungen sowie deren spezifische Fertigungseigenschaften werden eingehend behandelt. Eine Klassifizierung der Halbzeuge und deren Fertigung, fokussiert auf den Leichtbau, wird vorgenommen, wobei Herausforderungen und typische Fehler bei der Herstellung beleuchtet werden. Die Untersuchung neuer Halbzeuge, wie leichte Stahlrohre, wird exemplarisch dargestellt, einschließlich ihrer Vorformung und Ausformung. Zudem wird das Verfahren zur Herstellung von blechebenen Aluminium-Stahl Tailored Blanks besprochen, die durch Kaltpressschweißen und gleichzeitige Umformung entstehen. Diese weisen keine interkristallinen Phasen auf und sind für Karosserieaußenteile geeignet. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf strukturierten Feinblechen, deren Materialverhalten durch FEM-Simulationen erläutert wird. Angepasste Prüfverfahren, die sich von denen glatter Bleche unterscheiden, werden vorgestellt. Die Ergebnisse von Zug-, Biege- und Torsionstests zeigen eine starke Abhängigkeit des Verhaltens von Struktur und Material. Die Unter