1 / 22

Take Off Projekte bei Böhler Schmiedetechnik

Take Off Projekte bei Böhler Schmiedetechnik. Modellierung der Mikrostruktur und der gefügeabhängigen mechanischen Eigenschaften von ß-Titanlegierungen Schulungsprogramm zum Thema „Automatische Vorformgenerierung für die Warmformgebung von Schmiedeteilen für die Luftfahrt“. BOHLER UDDEHOLM AG.

xylia
Download Presentation

Take Off Projekte bei Böhler Schmiedetechnik

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Take Off Projekte bei Böhler Schmiedetechnik Modellierung der Mikrostruktur und der gefügeabhängigen mechanischen Eigenschaften von ß-Titanlegierungen Schulungsprogramm zum Thema „Automatische Vorformgenerierung für die Warmformgebung von Schmiedeteilen für die Luftfahrt“ Stockinger, 19.03.07

  2. BOHLER UDDEHOLM AG 73% High Performance Metals BÖHLER EDELSTAHLUDDEHOLM TOOLING Welding Consumables BÖHLER SCHWEISSTECHNIK Precision Strip BÖHLER YBBSTAL BANDUDDEHOLM STRIP STEEL Special Forgings BÖHLER SCHMIEDETECHNIK 12% 9% 6% Stockinger, 19.03.07

  3. Umsatz Böhler Schmiedetechnik GmbH & Co KG Personal 588 Mitarbeiter 116 Angestellte 428 Arbeiter44 Lehrlinge, Karenz,… 491 Produktion 62 Qualitätswesen 11 Verkauf 5 Forschung19 Administration Stockinger, 19.03.07

  4. Produkt Segmente Luftfahrt Strukturteile Scheiben Schaufeln Spezial-Schmiedeteil Strukturteile für Flugzeuge, Helikopter und Raufahrt Scheiben für Gas und Flugzeugturbinen(Kompressor und Turbine) Schaufeln für Gas- und Dampfturbinen NischenprodukteSchiffsdieselventile, Medizintechnik,… Stockinger, 19.03.07

  5. FORGING EQUIPMENT Hammer Forging Shop Press Forging Shop 315 MN Spindelpressemit 2 Dreherdöfenmax. Stückgewicht ~300 kg Langschmiedemaschinemax.  180 mm 355 MN SpindelpresseAb 2ndQ 2007 einsetzbarmax. Stückgewicht ~1000 kg 35 mt Gegenschlaghammermit 2 Öfenmax. Stückgewicht ~300 kg 12 & 8 mt Hydraulische Hämmermit je einem Ofen Hydraulische und Exzenter-Pressen sowie Lufthämmerfür Forform- und Entgratoperationen Stockinger, 19.03.07

  6. Modellierung der Mikrostruktur und der gefügeabhängigen mechanischen Eigenschaften von ß-Titanlegierungen Stockinger, 19.03.07

  7. Ziele 2004 2005 2006 1.HJ 2007 • Das wesentliche technische Ziel des Projektes ist die metallkundlichen Vorgänge bei der thermomechanischen Behandlung der b-nahen Titanlegierungen (Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-5V-5Mo-5Al-3Cr) soweit zu verstehen und zu beschreiben, dass es möglich wird die Mikrostruktur von Gesenkschmiedeteilen und folglich deren mechanische Eigenschaften mit großer Sicherheit vorherzusagen. • Die wirtschaftlichen Ziele dieses Projektes sind die Zulassung als Lieferant für Schmiedeteile aus Ti-5-5-5-3 für AIRBUS und BOEING sowie die Erzielung eines entscheidenden Wettbewerbsvorteils durch mehr Know-how und daher höhere Qualität der Produkte Stockinger, 19.03.07

  8. Projektübersicht • Laborversuche zur Ermittlung von Modellparametern • Rein thermische Versuche (Kornwachstum, Phasenumwandlung,…) • Thermomechanische Versuche (Phasenanteile, Morphologie, Ausrichtung, Rekristallisation,…) • Simulation von Labor- und Schmiedeversuchen • Schmiedeversuche und mechanische Erprobung • Modellbildung • Modellierung der Phasenumwandlung • Modellierung von Kornwachstum und Rekristallisation • NN-Modellierung der mechanischen Kennwerte • Verifikation Stockinger, 19.03.07

  9. Ergebnisse – Laborexperimente Temperatur-Zeit-Zyklen • Phasenanteile • a-Größenverteilung • a-Morphologie • Umwandlungskinetik • b-Korngröße • b-Kornwachstum Ti-5-5-5-3 3 min 15 min 30 min T<Tb T≤Tb T>Tb Stockinger, 19.03.07

  10. Ergebnisse – Laborexperimente Thermomechanische Versuche Gleeble • Fließkurve • Phasenanteile • a-Größenverteilung • a-Morphologie • a-Orientierung • b-Korngröße • b-Rekristallisation T<Tb j= 0 j= 0,7j‘=0,01 s-1 Ti-10-2-3 j= 0,7j‘=1 s-1 Stockinger, 19.03.07

  11. Ergebnisse - Simulation FEM Simulation von Gleebleversuchen: Vergleich Simulation – Versuch Temperaturverläufe T = 788°Cj‘ = 1s-1 Stockinger, 19.03.07

  12. Ergebnisse - Simulation FEM Simulation von Schmiedeversuchen: „Rail“ – LandeklappenTemperaturprofilTi-10-2-3 „Strut“ - LandebeinVergleichsumformgradTi-5-5-5-3 Stockinger, 19.03.07

  13. Ergebnisse – Schmiedeversuche Schmiedung eines BOEING Teils aus Ti-5-5-5-3 auf der 315 MN Spindelpresse VP FP Stockinger, 19.03.07

  14. Ergebnisse – Schmiedeversuche Ergebnisse der mechanischen Erprobung an unterschiedlich geschmiedeter Versuchsteilen Ti-5-5-5-32 Unterschiedliche Wärmebehandlungen Stockinger, 19.03.07

  15. Zusammenfassung • Laborversuche zur Ermittlung von Modellparametern • Rein thermische Versuche (Kornwachstum, Phasenumwandlung,…) • Thermomechanische Versuche (Phasenanteile, Morphologie, Ausrichtung, Rekristallisation,…) • Simulation von Labor- und Schmiedeversuchen • Schmiedeversuche und mechanische Erprobung • Modellbildung (Laufend) • Modellierung der Phasenumwandlung • Modellierung von Kornwachstum und Rekristallisation • NN-Modellierung der mechanischen Kennwerte • Verifikation (Laufend) Stockinger, 19.03.07

  16. Ausblick • Ti-10-2-3 wird kaum noch produziert  Wechsel auf Ti-5-5-5-3 (Nur wenige zugelassene Schmiedehäuser) • Ti-5-5-5-3 wird in den neuen Programmen vermehrt eingesetzt werden (B787, A350, 150-Seaters) • Weitere Kunden wie z.B. Bell, Sikorsky sind an Ti-5-5-5-3 als Werkstoff für hoch beanspruchte Teile interessiert. • Ein Folgeprojekt mit weiteren Titanwerkstoffen und zusätzlichem Fokus auf Wärmebehandlungen ist geplant. Stockinger, 19.03.07

  17. Schulungsprogramm zum Thema „Automatische Vorformgenerierung für die Warmformgebung von Schmiedeteilen für die Luftfahrt“ Stockinger, 19.03.07

  18. Ziele 2004 30.4.2005 Ziel des Projektes war es die F&E Mitarbeiter von Böhler Schmiedetechnik auf neuartige Softwarepakete, welche eine automatische Vorformgenerierung also ein „Reverse Engineering“ eines Schmiedeprozesses ermöglichen, zu schulen. Stockinger, 19.03.07

  19. Projektübersicht • Anschaffung der Softwarepakete • Schulung der Mitarbeiter beim Softwarehersteller • 2D Simulation – DCT PREFORMS™ (Echte Rückwärtssimulation – Knotenlöse-Algorithmus) • 3D Simulation – SFTC DEFORM™ (Filterung der fourietransformierten Endgeometrie – Glättung) • Interne Schulung weiterer Mitarbeiter • Evaluierung der Anwendbarkeit im täglichen Gebrauch Stockinger, 19.03.07

  20. Ergebnisse Zweistufiger Optimierungs-prozess für ein rotations-symetrisches Schmiedeteil mit Software PREFORMS™ VT●Formfüllung●Werkstoffdaten berücksichtigtNT●Bedienerfreundlichkeit●j, T keine Zielparameter Stockinger, 19.03.07

  21. Ergebnisse Beispiel eines Optimierungsprozesses für ein Strukturteil mit DEFORM3D VT●Formfüllung●BedienerfreundlichkeitNT●Werkstoffdaten unberücksichtigt●j, T keine Zielparameter Stockinger, 19.03.07

  22. Zusammenfassung • Die Qualifizierungsmaßnahme ermöglichte die Einschulung der F&E-Mitarbeiter bei Böhler Schmiedetechnik auf den beiden Softwarepaketen zur automatischen Vorformgenerierung. • Die Software wurde für die Prozessauslegung von realen Schmiedeteilen angewendet und damit die Brauchbarkeit evaluiert. • Beide Softwarepakete ermöglichen eine Optimierung von Vorformgeometrien hinsichtlich Formfüllung aber nicht hinsichtlich Umformgrad und Temperatur wodurch bei gewissen Werkstoffen eine zusätzliche manuelle Optimierung notwendig bleibt. Stockinger, 19.03.07

More Related