Numerische und experimentelle Untersuchungen zum Pulverpressen von Aluminium

Die Auslegung und Optimierung pulvertechnologischer Umformverfahren basiert bisher zu einem grosen Teil auf Erfahrungswissen. Die numerische Simulation bietet hierbei eine kosten- und zeitsparende Alternative. Besonders hat sich die Finite-Elemente-Methode (FEM) als leistungsfahiges Simulationsverfahren bewahrt. Im Rahmen dieser Arbeit wird das Pulverpressen von Aluminiumpulver numerisch und experimentell untersucht. Hierbei wird das Drucker-Prager-Cap-Modell verwendet, um das kompressible Verhalten des Pulvers abzubilden und mogliche Rissbildungen wahrend des Pressvorgangs vorherzusagen. Durch Pressversuche werden die Materialkennwerte fur dieses Modell hinsichtlich der Verdichtung und Verfestigung des Aluminiumpulvers ermittelt. Der Pressvorgang wird anhand ausgewahlter Referenzbauteile simuliert. Von besonderem Interesse ist hierbei die Berechnung der Verteilung der relativen Dichte und die Vermeidung der Rissbildung durch Optimierung der Stempelkinematik. Numerical and Experimental Investigations of Aluminium Powder Compaction The FEM simulation is a powerful means which can drastically reduce the time to production and costs in the optimization of powder forming processes. The current paper investigates experimentally and numerically die compaction of aluminium powder. The plastic deformation is formulated by using the Drucker-Prager-Cap-model. This yield criterion describes the compressibility of porous bodies and allows the prediction of crack formation in the green compact. Axial compaction tests have been performed to determine material parameters for hardening. Simulation examples are presented to demonstrate the ability of the model to compute the distribution of the relative density. Furthermore, the compaction of an axisymmetric workpiece was simulated in order to determine optimal tools kinematics and to avoid crack formation.