Umformen von Aluminiumblechen mit aufgedruckter Elektronik am Beispiel von Dehnungsmessstreifen

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Analyse des Umformverhaltens von Aluminiumblechen mit aufgedruckter Elektronik am Beispiel von Dehnungsmessstreifen. Gefertigt werden diese im Siebdruckverfahren aus Druckfarben, in denen Silber- oder Graphitpartikel enthalten sind. Der Siebdruckprozess findet vor dem Umformprozess statt. Zunächst wird geklärt, ob Aluminiumbleche mit aufgedruckten Sensoren einachsig umformbar sind. Der experimentelle Teil der Arbeit beginnt mit Zugversuchen. Aluminiumbleche mit aufgedruckten Sensoren werden in mehreren Belastungsschritten bis zum Versagen des Beschichtungssystems gezogen. Die maßgeblichen Versagensarten sind die Delamination des Beschichtungssystems und die formänderungsinduzierte Rissbildung in dem Beschichtungssystem. Letzteres kann durch eine geeignete Oberflächenvorbehandlung unterbunden werden Im nächsten Abschnitt wird eine Methode entwickelt, mit der die Grenzformänderungen von gedruckten Beschichtungssystemen in Kerbzugversuchen bestimmt werden können. Diese Methode basiert auf der Annahme, dass es eine Korrelation zwischen den Formänderungen auf der Aluminiumblechoberfläche und der formänderungsinduzierten Rissbildung in den gedruckten Sensoren gibt. Anschließend werden Aluminiumblechzuschnitte mit aufgedruckten Dehnungsmessstreifen durch U-O-Biegen zu einem Rohrabschnitt umgeformt. Die gedruckten Dehnungsmessstreifen innerhalb der Rohrabschnitte werden vor allem für das Messen elastischer Dehnungen nach dem Umformprozess verwendet. Abschließend dient das wirkmedienbasierte Tiefziehen zur Überprüfung der mehrachsigen Umformbarkeit von Aluminiumblechen mit aufgedruckten Dehnungsmessstreifen. Als Ergebnis kann festgehalten werden, dass eine mehrachsige Umformung unter bestimmten Voraussetzungen möglich ist.