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Untersuchung von Messgliedern zur Erfassung der Regelgröße beim Erwärmen für das Thixoschmieden
(Stuttgart : Fraunhofer Verlag, 2019) Gerlach, Oliver; Verl, Alexander (Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c.)
Thixoschmieden ist ein Umformverfahren mit dem Potential, die Vorteile von Schmieden und Gießen zu vereinen. Es können mit dem Verfahren Formteile mit hoher Endkonturnähe und guter mechanischer Belastbarkeit hergestellt werden. Vor der Anwendung des Verfahrens muss der Rohling in den teilflüssigen Zustand erwärmt werden, wobei das Verhältnis von fester und flüssiger Phase, der sogenannte Flüsigphasenanteil, maßgeblich für die Güte des Umformprozesses ist. Der Flüssigphasenanteil stellt daher die Regelgröße des Erwärmungsvorgangs dar. Es ist zwingende Voraussetzung für das prozesssichere Umformen, dass beim Erwärmen der Rohlinge der gewünschte Flüssigphasenanteil reproduzierbar erreicht wird. Bislang steht jedoch noch keine Methode zur Verfügung, um während der Erwärmung zuverlässig auf den Flüssigphasenanteil im Rohteil schließen zu können. In dieser Arbeit wird eine Übersicht über Messgrößen und -verfahren zur indirekten Erfassung des Flüssigphasenanteils während der Erwärmung gegeben und ihre Vor- und Nachteile dargelegt. Es wird aufgezeigt, dass insbesondere der Bereich der elektrischen Messgrößen noch zu wenig untersucht wurde. Aufbauend auf dieser Erkenntnis wird die elektrische Zeitkonstante als elektrische Messgröße mit einem großen Potential zur Erfassung des Flüssigphasenanteil identifiziert und genauer untersucht. Störeinflüsse auf die Messgröße werden identifiziert und ein Verfahren vorgeschlagen, eine störeinflussarme Messgröße zu erhalten. Mittels dieses Verfahrens wird gezeigt, dass sich die Zeitkonstantenmessung eignet, um die Regelgröße beim Erwärmen in den teilflüssigen Bereich zu erfassen. Abschließend wird das Potential für weitergehende Forschung aufgezeigt.