Simulationsbasierte Prozessauslegung des Hohlprägewalzens zur umformtechnischen Herstellung von Bipolarhalbplatten

Für die Ausweitung der Wasserstoffnutzung als Energieträger in verschiedenen Anwendungsszenarien ist die kostengünstige Produktion von Bipolarhalbplatten (BPHP) für Brennstoffzellen von entscheidender Bedeutung. Kontinuierliche Walzverfahren gelten aufgrund der größeren Produktionsraten gegenüber etablierten Umformverfahren als vielversprechender Ansatz zur Kostensenkung. Allerdings ist der Technologiereifegrad aufgrund zahlreicher offener technologischer Fragestellungen derzeit noch zu gering für eine industrielle Serienproduktion. Aufbauend auf den Defiziten und offenen Fragestellungen des derzeitigen Standes der Wissenschaft und Technik wird in der vorliegenden Arbeit ein effizienter Modellierungsansatz für die FE-Simulation des Hohlprägewalzens entwickelt und dieser an diskontinuierlichen Flussfelddesigns validiert. Die prognostizierte BPHP-Qualität wird anschließend mit Bezug auf etablierte Umformverfahren bewertet und durch technologische Maßnahmen verbessert. Die abgeleiteten Wirkzusammenhänge und relevanten Prozessparameter dienen einer Vertiefung des Prozessverständnisses und sind zugleich Grundlage für die zukünftige Anlagenentwicklung einer BPHP-Umformung durch Hohlprägewalzen.