Stahl fliegt! 2019

Flieger des Siegerteams „Darmstadt 1"

Auch in diesem Jahr stellten sich über 55 Jungingenieur/-innen der Aufgabe, ein flugfähiges Objekt aus Stahl zu konstruieren. Der Bundeswettbewerb „Stahl fliegt!“, der durch die Stahlanwendung e. V. (FOSTA) gefördert wird, wurde in diesem Jahr an der TU Dortmund durchgeführt.

Die Veranstaltung begann am 25. Juni mit der Vorstellung der Flugobjekte durch die 14 teilnehmenden Teams verschiedener Hochschulen. Von der Ideenfindung bis hin zur Umsetzung lag die Entwicklung der Flugobjekte in den Händen der zukünftigen Ingenieur/-innen. Ziel war es, mit einem Budget von 300 Euro ein Stahlflugzeug herzustellen, das möglichst weit und lange fliegt. Die technischen Rahmenbedingungen sahen zudem vor, dass die Modellflieger in einen 1x1x1 Meter großen Würfel passen mussten und ein Gewicht von 400 Gramm nicht überschreiten durften.

Am 26. Juni gingen die Teilnehmer/-innen nach einer technischen Abnahme mit ihren selbstgebauten Konstruktionen in der Messehalle Düsseldorf an den Start. Von einer Hebebühne wurden die Flieger aus 12 Metern Höhe abgeworfen. Gewertet wurden nur Flüge, bei denen die Flugdauer mehr als 9 Sekunden und die Flugweite über 10 Meter betrug. Dabei berechnete sich der Flugscore aus der Summe der Flugdauer (in Sekunden), gewichtet mit einem Faktor von 2, und der Flugweite mit einem Faktor von 1.

Als Sieger ging in diesem Jahr das Team „Darmstadt 1“ hervor: Das Team konnte die Jury mit einem Flieger überzeugen, der auf dem Konzept eines umgedrehten Fallschirms basierte. Mit dieser kreativen Idee sicherten sie sich auch den Innovationspreis. Über den zweiten und dritten Platz freuten sich das Team der TU Dortmund und das zweite gemeldete Team der TU Darmstadt.

Das IUL bedankt sich bei der FOSTA und der Messe Düsseldorf für die Unterstützung und bei allen Teilnehmer/-innen für die erfolgreiche und spannende Veranstaltung.

Ansprechpartner für Rückfragen: Fabian Schmitz

Besuch der RuhrFellows am IUL

Am 19. Juni erhielten die diesjährigen Studierenden des RuhrFellow-Programms einen Einblick in die Forschungsarbeiten des IUL. Die Studierenden, welche vorwiegend MINT-Fächer belegen, stammen von den Universitäten Berkeley, Harvard, Lehigh, Massachusetts Institute of Technology, Princeton, University of Pennsylvania und Yale.

Neben einer ausführlichen Darstellung der Struktur des Instituts, welche sich von amerikanischen Instituten unterscheidet und daher für zukünftige Graduate-Students besonders von Interesse war, konnten bei der anschließenden Hallenführung alle Maschinen und die entsprechenden Verfahren begutachtet werden. Bei den Live-Versuchen zur Hochtemperaturblechumformung, der inkrementellen Blechumformung in Kombination mit additiver Fertigung und diversen Experimenten zur Materialcharakterisierung wurde viel über die Zukunft der Produktionstechnik diskutiert und insbesondere auch deren Bedeutung für den Industriestandort Deutschland. Die Themengebiete des Leichtbaus, besonders mit Hinblick auf Einsparpotenziale beim Kraftstoffverbrauch und die ressourceneffiziente Produktion, standen dabei im Fokus der Studierenden. Ein ausführlicher Pressebericht der TU Dortmund zum Besuch der RuhrFellows findet sich hier.

Die drei Universitäten der UA-Ruhr, Dortmund, Bochum und Duisburg-Essen, organisieren seit 2012 das akademisch-kulturell fokussierte Austauschprogram zwischen zahlreichen amerikanischen Elite-Universitäten und der Universitätsallianz Ruhr. Das Programm dient der Stärkung der transatlantischen Beziehungen des Ruhrgebietes mit seinen zahlreichen Universitäten sowie Industrieunternehmen. Die Etablierung langfristiger Kontakte zur Förderung von Forschungs- und Wirtschaftskooperationen sind daher erklärtes Ziel für das RuhrFellows-Programm.

Ansprechpartner für Nachfragen: Joshua Grodotzki, Gruppenleiter des IUL im Projekt ELLI2

IUL gratuliert Masterstudierendem zu Stipendium des Industrieverbands Massivumformung

Im Rahmen der „Jahrestagung Massivumformung“ in Hagen wurde Herrn Philip Bandura am 27. Juni 2019 ein Stipendium des Industrieverbands Massivumformung e. V. (IMU) verliehen. Prof. Tekkaya konnte leider nicht persönlich bei der Preisverleihung anwesend sein. Er übermittelte jedoch im Vorfeld seine Freude und Dankbarkeit an den Industrieverband sowie seine Gratulation an den von ihm vorgeschlagenen Stipendiaten.

Herr Bandura schreibt am Institut für Umformtechnik und Leichtbau (IUL) im Rahmen einer Kooperation mit der Firma SMS Group GmbH, Mitgliedsunternehmen des IMU, am Standort Mönchengladbach seine Masterarbeit zum Thema „Analytische Betrachtung des Rohrziehens mit fliegendem Dorn“. Das IUL gratuliert Herrn Bandura zu diesem großartigen Erfolg.

 

Tätigkeitsbericht 2018

Girls’Day 2019 am IUL

Teilnehmerinnen des Girls’Day

Am 28. März eroberten 10 wissbegierige Schülerinnen das IUL. Im Zuge des Girls’Day, dem jährlich bundesweit stattfindenden Mädchen-Zukunftstag, konnten die Interessierten einen Einblick in die Welt der Fertigungsverfahren und der dort arbeitenden Ingenieurinnen und Ingenieure erlangen. Im Fokus standen die Verfahren der Umformtechnik sowie des 3D-Druckes und deren Einsatz bei der Herstellung von Fensterrahmen, Autokarosserien sowie individueller Maschinen. Im anschließenden Workshop konnten die Teilnehmerinnen ein individuelles Armband frei gestalten, welches mithilfe der 3D-Drucker gefertigt wurde. Da bei jedem Produktdesign die anschließende Fertigung beachtet werden muss, konnten die Schülerinnen unmittelbar erfahren, welche Fähigkeiten und Arbeitsweisen im Studium erlernt werden, um eine solche Aufgabe als Ingenieurin zu meistern.

Der jährlich stattfindende Girls’Day eröffnet Schülerinnen den Einblick in Ausbildungsberufe und Studiengängen aus den Bereichen IT, Naturwissenschaften und Technik, eben dort, wo Frauen bisher weniger stark vertreten sind. Unter der Koordination des Kompetenzzentrum Technik-Diversity-Chancengleichheit e.V. nehmen jährlich rund 100.000 Schülerinnen an diesem Mädchen-Zukunftstag teil und erkunden dabei eines der rund 10.000 Angebote. Weitere Informationen finden sich auf der Homepage des Girls’Day und der TU Dortmund.

IUL-Ansprechpartner für Nachfragen: Joshua Grodotzki, Gruppenleiter des IUL im Projekt ELLI2

3D-Druck-Workshop für Lehrkräfte

Teilnehmer/-innen des Workshop im IUL-Versuchsfeld

Am 21. März folgten Lehrerinnen und Lehrer aller Schulformen, Jahrgangsstufen und Fachrichtungen aus Dortmund, Unna und Coesfeld der Einladung der KARL-KOLLE-Stiftung und des Instituts für Umformtechnik und Leichtbau (IUL) nach Dortmund, um einen Einblick in die noch junge additive Fertigungstechnologie zu erlangen. In Kooperation von Stiftung und Institut wurde der eintägige 3D-Druck-Workshop am IUL mit dem Ziel konzipiert, den Einsatz neuer Technologien im Schulunterricht zu fördern. Die Veranstaltung informierte über das Potenzial und die vielfältigen Möglichkeiten der additiven Fertigung für die Unterrichtsgestaltung. Neben Informationen zu den technischen Grundlagen und der Vorstellung möglicher Einsatzszenarien des 3D-Drucks stand auch die Erarbeitung konkreter, von den Teilnehmerinnen und Teilnehmern selbst entworfener Designs im Fokus. Alle Entwürfe konnten unmittelbar vor Ort an den institutseigenen 3D-Druckern realisiert werden.

Die Additive Fertigung (umgangssprachlich 3D-Druck) ist ein innovatives Verfahren zur Herstellung individueller Bauteile. Bei diesem generativen Prozess können Metalle sowie Polymere schichtweise zu einem dreidimensionalen Objekt zusammengefügt werden. Das IUL erforscht den 3D-Druck im Rahmen des Produktentwicklungsprozesses beim Bau von funktionsfähigen Prototypen und im Rahmen der ingenieurdidaktischen Forschung.

Ansprechpartner für Nachfragen: Joshua Grodotzki, Gruppenleiter des IUL im Projekt ELLI2

Neue Ergebnisse zum adiabatischen Trennen

Das von der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. geförderte Projekt „Materialwissenschaftlich gestützte Entwicklung von Simulationsstrategien für den Einsatz des adiabatischen Trennens in der Blechteilfertigung“, das gemeinsam mit Prof. Wagner vom LWW der TU Chemnitz von November 2015 bis Oktober 2018 bearbeitet wurde, ist erfolgreich abgeschlossen worden. Aufgrund der sich prozessbedingt einstellenden Lokalisierung der Deformation und der kurzen Prozesszeit können mit dem adiabatischen Trennverfahren auch hochfeste Stähle getrennt werden. Die Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen:

• Die effektive Schnittenergie beträgt 40 % der Eingangsengergie (vgl. Bild links).
• Bei gleicher Fließspannung unter Raumtemperatur ist ein unterschiedliches Materialverhalten unter dynamischer Last feststellbar (Dehnratensensitivität).
• Die Dehnratensensitivität bildet eine markante und wichtige Kenngröße für das adiabatische Trennen: Je geringer sie ist, desto besser sind die Lokalisierungseigenschaften des Werkstoffes (vgl. Bild rechts).
• Die einstellende Scherbandbreite und die typische S-Kontur konnte für beide Werkstoffe mittels FE-Simulation vorhergesagt werden.
• Das adiabatische Scherband des Werkstoffs C75S weist eine deutlich höhere Härtesteigerung auf als der Werkstoff 20MnB5.

Mit Abschluss des Projektes konnte somit für die Industrie eine Abschätzung der notwendigen Prozessenergie vorgenommen und eine Empfehlung hinsichtlich der Werkstoffeignung formuliert werden.

Das IGF-Vorhaben 18865 BG / P 1127 „ Materialwissenschaftlich gestützte Entwicklung von Simulationsstrategien für den Einsatz des adiabatischen Trennens in der Blechteilefertigung“ der FOSTA – Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V., Düsseldorf, wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Das Vorhaben wurde am Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnik der TU-Chemnitz und am Institut für Umformtechnik und Leichtbau der TU-Dortmund durchgeführt.

Für weiterführende Informationen zum Projekt wenden Sie sich bitte an: Herrn Fabian Schmitz, Abteilung Mechanik: Tel: +49 231 755 8498

Stipendien an MMT-Studierende verliehen

Fünf der MMT-Stipendiaten (von links nach rechts): Bill Febrian Winoto, Keziah George, Anna Kibireva, Monica Pavani und Ahmed Elkholiy

Im Rahmen der Veranstaltung „Stifter treffen Stipendiaten“ wurde am 17. Januar 2019 ein Stipendium an Studierende des „Master of Science in Manufacturing Technology“ (MMT) verliehen. Die feierliche Übergabe der Stipendienurkunden im Industrieklub Dortmund bot die Gelegenheit zum direkten Austausch der Studierenden mit ihren Förder/-innen von der Wilo-Foundation, der KARL-KOLLE-Stiftung und Frank-Hirschvogel-Stiftung.

 

Bewilligung eines neuen DFG-Transferprojektes

Im Dezember 2018 wurde im Rahmen des Sonderforschungsbereiches TR 73 „Umformtechnische Herstellung von komplexen Funktionsbauteilen mit Nebenformelementen aus Feinblechen - Blechmassivumformung“ für den Standort Dortmund ein Transferprojekt bewilligt. Das Forschungsvorhaben mit dem Titel „Inkrementelle Blechmassivumformung unter Anwendung thermisch gesteuerter Gradierungsmechanismen“ wird seit Januar 2019 am IUL bearbeitet. Transferprojekte wurden im Rahmen von Sonderforschungsbereichen durch die DFG eingeführt, um „Erkenntnisse der Grundlagenforschung unter Praxisbedingungen zu prüfen oder gemeinsam mit einem Anwendungspartner bis zu einem Prototyp oder einer beispielhaften Anwendung weiterzuentwickeln.“[1]  Im Transregio 73 wurde u. a. die inkrementelle Blechmassivumformung von Funktionsbauteilen wie z. B. das Randaufdicken und Verzahnen eingeführt und etabliert.

In der Anwendung stellt sich jedoch die Herausforderung der Geometrietreue und Werkzeugstandzeit bei höherfesten Werkstoffen - etwa bei Hochmanganstahl.

Ein möglicher Lösungsansatz soll nun anschließend an die bereits geleisteten Ergebnisse aus Teilprojekt A4 gemeinsam mit den Industriepartnern/-innen von Faurecia Automotive GmbH, thyssenkrupp AG und voestalpine High Performance Metals Deutschland GmbH  im bewilligten Transferprojekt untersucht werden: Realisiert durch thermische in situ Bauteilgradierung soll eine Stoffflusssteuerung durch lokale Fließspannungsanpassung erfolgen. Die Ziele des neuen Transferprojektes sind somit zum einen das Erlangen neuer Erkenntnisse über das thermomechanische Verhalten hochfester Werkstoffe und zum anderen die Erhöhung und Vorhersage der Werkzeugstandzeit.

Bei Nachfragen zum Transferprojekt wenden Sie sich bitte an:

Herrn Sebastian Wernicke, Abteilung Sonderverfahren: Tel: +49 231 755 7429

[1] DFG, online: http://www.dfg.de/foerderung/programme/koordinierte_programme/sfb/antragsteller/programmelement_transfer/index.html, aufgefunden am 28.01.2018.

Austauschstudierende von der Xi’an Jiaotong Universität

Herr Yifan Du und Herr Liang Zhong (v. r. n. l.)

Seit Beginn des Jahres forschen zwei chinesische Austauschstudierende von Prof. Yanshan Lou am IUL an der Schädigungscharakterisierung von hochfesten Stählen. Während des dreimonatigen Forschungsaufenthalts untersuchen Herr Yifan Du und Herr Liang Zhong von der Xi’an Jiaotong Universität in China das Materialverhalten von Blechwerkstoffen in Bezug auf Schädigung für verschiedene thermische und mechanische Belastungszustände. Während ihres Aufenthalts am IUL werden die Studierenden von den Mitarbeitern/-innen der Abteilung für angewandte Mechanik und Materialcharakterisierung betreut. Ziel des Aufenthaltes ist der Aufbau einer experimentellen Datenbasis. Dabei werden verschiedenste Versuche durchgeführt, unter anderem auch der am IUL entwickelte ebene Torsionsversuch. Die Forschungsarbeiten werden nach Rückkehr der Gäste an ihrer Heimatuniversität weitergeführt und gemeinsam mit den in Dortmund gewonnenen Daten für die Bestimmung von Bruchortskurven verwendet werden.