Projektpartner

Dr. Reinold Hagen Stiftung, FaLanxess

Projektbeschreibung

Ein wesentliches Merkmal von Blasformteilen ist die sogenannte Quetschnaht. Sie bezeichnet die Bereiche des Vorformlings, die während des Herstellprozesses miteinander verschweißt werden. Mit diesen Bereichen ist nicht nur die eigentliche Schweißnaht mit ihren sehr lokalen Wanddickenunterschieden und Gefügeänderungen gemeint sondern auch das Nahfeld. Die  Quetschnaht als Gesamtes ist besonders unter dynamischer Belastung eine wesentliche Schwachstelle im Artikel, in der es oft zur Rissbildung kommt und somit die Belastbarkeit des Produktes begrenzt. Eine optimierte Gestaltung der Schneidkantengeometrie sowie eine angepasste Prozessführung (Schließgeschwindigkeit, Wandstärke, etc.) sind für die Quetschnahtqualität und hieraus folgend der Artikelqualität von entscheidender Bedeutung.

In der Literatur lassen sich viele Hinweise auf die theoretisch optimale Quetschnahtgeometrie finden (vgl. Bild 1). Allerdings existieren nur wenige gesicherte Aussagen über den Zusammenhang zwischen Einflussgrößen und der Quetschnahtgüte.

Auf der verfahrenstechnischen Seite kommt erschwerend hinzu, dass nicht alle Einflussgrößen optimal eingestellt oder geregelt werden können. So kann beispielsweise die Schneidkantengeometrie nicht an die zu erwartenden Wandstärkenunterschiede in lokalen Bereichen angepasst werden, d.h. die Geometrie wird für eine zu erwartende mittlere Wandstärke ausgelegt.

Im Sinne einer ressourcenschonenden Herstellung von Blasformartikeln und des hieraus resultierenden Trends zu immer leichteren Artikeln und aufgrund des zunehmenden Einsatzes neuer Blasformmaterialien kommt der Gestaltung der Quetschnaht eine hohe Bedeutung zu. Ziel der Entwicklung muss sein, sicher eine ausreichende Quetschnahtfestigkeit zu erzielen ohne das Artikelgewicht erhöhen zu müssen.

Für die realitätsnahe Simulation im  Konstruktions- und Entwicklungsprozess von Blasformartikeln ist  die „richtige“ Modellierung der Quetschnahteigenschaften eine wesentliche Voraussetzung. Hier müssen Methoden entwickelt werden, die Festigkeit einer Quetschnaht quantitativ zu beschreiben.