Aktuelle gesellschaftliche und politische Forderungen an die Produktionstechnik wie Nachhaltigkeit und Klimaschutz können bei der Fertigung flächiger Bauteile durch innovative Blechumformverfahren erreicht werden. Durch geschickte Kombinationen von inkrementellen und elektromagnetischen Fertigungsverfahren besteht hier besonders großes Potential. Aus diesem Grund wird im Rahmen dieser Arbeit die Erweiterung der elektromagnetischen Umformung um einen inkrementellen Ansatz untersucht. Dazu wird ein geeigneter Versuchsaufbau entwickelt und für eine ausführliche Prozessanalyse genutzt. Zusätzlich werden effiziente numerische Prozessmodelle entwickelt um eine schnelle Bestimmung weiterer Prozessgrößen zu ermöglichen. Im Ergebnis resultieren Hinweise mit denen das neuartige Verfahren auf beliebige Bauteile angewendet werden kann.

1 Einleitung und Motivation 2 Stand der Wissenschaft und Technik 2.1 Einteilung der Verfahren nach DIN 8580 2.2 Inkrementelle Blechumfomung 2.2.1 Verfahrensprinzip und Verfahrensvarianten der inkrementellen Blechumformung 2.2.2 Prozessparameter bei der inkrementellen Blechumformung 2.2.3 Numerische Prozesssimulation der inkrementellen Umformung 2.2.4 Neuere Entwicklungen in der inkrementellen Blechumformung 2.3 Elektromagnetische Umformung 2.3.1 Verfahrensprinzip und -varianten der elektromagnetischen Umformung 2.3.2 Prozessparameter bei der elektromagnetischen Umformung 2.3.3 Prozesssimulation der elektromagnetischen Umformung 2.3.4 Ausrüstung für die elektromagnetische Umformung 3 Zielsetzung und Vorgehensweise 4 Entwicklung eines geeigneten Versuchsaufbaus 4.1 Verfügbare Stoßstromgeneratoren 4.2 Induktor für die inkrementelle elektromagnetische Blechumformung 4.2.1 Entwurf des Feldformers 4.2.2 Spulendesign 4.2.3 Verifikation der wirksamen Lasten des Induktors 4.3 Formgebendes Werkzeug 4.4 Positioniervorrichtung 4.5 Ermittlung der Werkstoffkennwerte 5 Effiziente numerische Prozessmodelle 5.1 Einfluss des Intervalls der Neuberechnung des transienten Stromverlaufs auf die Rechenzeit und die Genauigkeit der Simulationsergebnisse 5.2 Einfluss der Einschaltdauer des elektromagnetischen Solver auf die Rechenzeit und die Genauigkeit der Simulationsergebnisse 5.3 Validierung des numerischen Modells am Beispiel der freien elektromagnetischen Umformung 5.4 Übertragung der gekoppelt berechnetenWerkstückbeschleunigung als rein mechanische Feldgröße auf Inkremente mit gleichen Randbedingungen 5.5 Diskussion der numerischen Untersuchungen 6 Analyse des Umformvorganges 6.1 Kontinuierliche Bahnstrategien 6.2 Diskontinuierliche Bahnstrategien 6.3 Abgeleitete Verfahrensanweisungen 7 Übertragung der Ergebnisse auf 3D-Geometrien und Validierung anhand eines Demonstratorbauteils 8 Vergleich der inkrementellen elektromagnetischen Umformung mit der inkrementellen Umformung mit einem Drückstichel 8.1 Anlagentechnik für die inkrementelle Blechumformung mit einem Drückstichel 8.2 Inkrementelle Umformung mit einem Drückstichel 8.3 Bewertung der inkrementellen elektromagnetischen Umformung im Vergleich zur inkrementellen Umformung mit einem Drückstichel 9 Zusammenfassung und Ausblick Literaturverzeichnis Anhang