Entwicklung eines simulierbaren Abschreckumformprozesses für die energie- und materialeffiziente Herstellung von Blechformteilen aus α+β-Titanlegierungen mit bezogen auf den Ausgangszustand gesteigerten mechanischen Kennwerten durch eine prozessintegrierte Wärmebehandlung

Abstract

In dem abgeschlossenen Innovationsvorhaben TISTRAQ haben die drei Projektpartner DYNAmore, der Lehrstuhl für Allgemeine Werkstoffeigenschaften (WW1) der Friedrich-Alexander-Universität in Erlangen und HEGGEMANN gemeinschaftlich und unter Berücksichtigung luftfahrttechnischer Qualitätsanforderungen einen Umformprozess für die energie- und materialeffiziente Herstellung von Blechformteilen aus alpha-beta Titanlegierungen mit bezogen auf den Ausgangszustand gesteigerten mechanischen Kennwerten entwickelt und erfolgreich erprobt. Alle Ziele des Vorhabens wurden mit einer kostenneutralen Laufzeitverlängerung im Rahmen des bewilligten Kostenrahmens erreicht. Für die HEGGEMANN stellen die Ergebnisse des Projekts TISTRAQ einen wesentlichen Innovationssprung dar – sowohl im Hinblick auf den Werkstoff Titan, als auch auf die Umformsimulation und die Abschreckumformung selbst. Das Unternehmen verfügt nun über vertiefte Kenntnisse zu den Werkstoffmechanismen, zu prozessintegrierten Wärmebehandlungen sowie zur simulationsgestützten Prozessauslegung. Damit ist eine fundierte Grundlage geschaffen, um zukünftig Titanbauteile mit höherer Ressourceneffizienz, verbesserten Eigenschaften und gleichzeitig reduzierten Fertigungskosten für die Luftfahrtindustrie anbieten zu können. In the completed innovation project TISTRAQ, the three project partners – DYNAmore, the Chair of General Materials Properties (WW1) at Friedrich-Alexander University Erlangen-Nürnberg, and HEGGEMANN – collaboratively developed and successfully validated a forming process for the energy- and material-efficient production of sheet metal components made from alpha-beta titanium alloys, achieving enhanced mechanical properties relative to the initial material state. The development was carried out with full consideration of aerospace quality requirements. All project objectives were achieved within the approved budget, including a no-cost extension of the project duration. For HEGGEMANN, the results of the TISTRAQ project represent a significant innovation leap – both in terms of the titanium material itself and regarding forming simulation and quench forming technologies. The company has gained in-depth knowledge of material behavior mechanisms, process-integrated heat treatments, and simulation-based process design. As a result, a solid foundation has been established to offer titanium components for the aerospace industry that combine higher resource efficiency, improved mechanical performance, and reduced manufacturing costs in the future.