Die Bearbeitung der Gesamtzielsetzung erfolgt in drei aufeinander aufbauenden Förderperioden von jeweils vier Jahren. 

Das Konzept der wissenschaftlichen Arbeit beruht auf der Auswahl repräsentativer Prozessketten der Massiv- und der Blechumformung und zugehöriger gängiger Werkstoffkozepte, anhand derer die Schädigungsentwicklung auf allen im ingenieurwissenschaftlichen Verständnis relevanten Skalen durchgängig charakterisiert und numerisch modelliert wird. In den Prozessketten fokussiert sich der TRR 188 auf die Umformung und gegebenenfalls Wärmebehandlung. Sowohl das Urformen als auch sämtliche nachgeschalteten Bearbeitungsschritte (Zerspanung, Oberflächenbehandlung) werden zunächst ausgeschlossen.

 

 

1. Förderperiode (bewilligt)
Im Fokus steht der Aufbau eines grundlegenden Verständnisses über die beim Umformen wirkenden Schädigungsmechanismen und deren Wechselwirkung untereinander. Zudem soll eine allgemeingültige, fachübergreifende Definition und Beschreibung der Schädigung ausgearbeitet werden.

Zur Charakterisierung der Schädigungsinitiierung und -evolution auf verschiedenen Skalen werden geeignete materialwissenschaftliche Messverfahren eingesetzt und erweitert. Zur fertigungstechnischen Beeinflussung der Schädigung in Umformprozessen werden Methoden bestimmt und erprobt. Parallel dazu werden sowohl existierende Modellierungsansätze für die Schädigung in Umformprozessen bewertet als auch neue Modelle auf Basis der materialwissenschaftlichen und fertigungstechnischen Erkenntnisse entwickelt. Beides, die Charakterisierung und die Modellierung der Schädigung, umfassen alle Skalen von der Nano- bis zur Makroskala. Der Fokus bei der Nutzung von Schädigungsmodellen liegt zunächst auf der Makroskala.

2. Förderperiode (geplant)
Ziel ist die Komplettierung der Modellierungswerkzeuge und die Verknüpfung der Ansätze zu einer durchgängigen und skalenübergreifenden Betrachtung der Schädigungsentwicklung zum Ziel. Mithilfe des grundlegenden Verständnisses und der entwickelten Modelle werden Umformprozesse hinsichtlich einer Minimierung der Schädigung modifiziert oder ggf. neu entwickelt. Außerdem werden Ansätze zur Integration der Schädigungsaspekte in die Bauteilkonstruktion erarbeitet.

3. Förderperiode (geplant)
Abschließend erfolgt die Entwicklung und Optimierung schädigungsreduzierter umformtechnischer Prozessketten, die in Kombination mit den zuvor erarbeiteten Konstruktionsrichtlinien leistungsfähigere Bauteile mit geringerem Gewicht ermöglichen.