Analyse- und Optimierungsmethoden für das Verbundstrangpressen

Das Verbundstrangpressen ist ein Fertigungsverfahren, das es ermöglicht, die Steifigkeitseigenschaften von Aluminiumprofilen bei gleichem Profilquerschnitt zu erhöhen. Dazu werden Verstärkungselemente in Form von hochfesten metallischen oder nichtmetallischen anorganischen Werkstoffen durch spezielle Werkzeugkonzepte kontinuierlich in einen Aluminiumbasiswerkstoff eingebettet. Vorangegangene Forschungsarbeiten zeigten, dass für eine prozesssichere Fertigung jedes entwickelte Werkzeug individuell analysiert und optimiert werden muss und dass effiziente und allgemeingültige Analysemethoden nur unzureichend erforscht sind. Vor diesem Hintergrund werden in dieser Arbeit entwickelte allgemeingültige Methoden zur Analyse und zur prozesssicheren Auslegung von Werkzeugen für das Verbundstrangpressen vorgestellt. Die Analysemethoden wurden anhand numerischer Berechnungen auf Basis von Simulationen mit der Finite-Elemente-Analyse (FEA) entwickelt. Im Fokus der Entwicklung standen dabei folgende drei Qualitätsmerkmale sowie die Integration dieser in eine automatisierte numerische Optimierung: – Position der Verstärkungselemente – Einbettung der Verstärkungselemente – Prozesssicherheit bei der Zuführung von Verstärkun