Charakterisierung einer magnetorheologischen Flüssig-keit für die Innenhochdruck-Umformung von Rohren

Dal Bó, P., Blankl, A., Geiger, M.
Universität Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Erlangen, Deutschland

Bei der Innenhochdruck-Umformung von Rohren findet die Umformung durch eine Kombination aus Aufweiten und Stauchen statt. Aufgrund des Innendrucks und der daraus resultierenden Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück erfolgt bei einem sehr langen Rohr kein weiteres Nachschieben in die Aufweitzone, sondern lediglich ein Aufstauchen in der Führungszone. Mit Hilfe der Strömung eines hochviskosen Mediums außerhalb und innerhalb des Rohres ist es möglich, einerseits die Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück zu reduzieren und andererseits axiale Schubkräfte einzuleiten. Auf diese Weise wird das Nachschieben des Rohres in die Aufweitzone begünstigt und es kann eine verbesserte Ausformung erzielt werden (Geiger, Dal Bó & Hecht 2005 und Geiger & Dal Bó 2005). Zu diesem Zweck ist es erforderlich, eine Flüssigkeit einzusetzen, die durch folgende Eigenschaften charakterisiert ist: hohe Viskosität, keine Korrosivität und geringe Kosten. Diese Anforderungen werden von magnetorheologischen Flüssigkeiten (Abk.: MR-Fluide) erfüllt. MR-Fluide sind Suspensionen von festen, magnetisierbaren Partikeln in einer Flüssigkeit (z.B. mineralische Öle). Unter dem Einfluss eines magnetischen Feldes orientieren sich die einzelnen Partikel in Magnetfeldrichtung. Die daraus resultierenden Ketten von Partikeln behindern das Fließen der Flüssigkeit und verändern somit ihre rheologischen Eigenschaften. Diese Flüssigkeit ist daher den „Smart Materials“ zuzuordnen, da eine bestimmte Eigenschaft durch einen äußeren Einfluss gezielt verändert werden kann. Für die Charakterisierung eines solchen MR-Fluids wurde am Lehrstuhl für Fertigungstechnologie ein Kapillarviskosimeter entwickelt. Die durch die Durchführung von Versuchen gewonnenen Daten werden für die simulative Auslegung von Innenhochdruck-Umformprozessen genutzt.

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