Neu entstehende Prozessketten und Technologien mit hoher Komplexität gepaart mit geometrisch immer komplexeren Bauteilen und massiv steigenden Stückzahlenanforderungen führen zu neuen Forschungsfragen hinsichtlich Effizienzsteigerung und Technologieweiterentwicklung. Für die faktenbasierte Identifizierung, Validierung und Nutzung von Wirkketten in komplexen Prozessketten wird in dieser Dissertation ein neuer Ansatz vorgestellt, der in der Prozesskette Aluminium-Strukturbauteile am Fehlerbild Blister validiert wird. Voraussetzung für die Identifizierung von Wirkketten innerhalb komplexer Prozessketten sind definierte Fehlerbilder und eine objektive Erfassung. Im Rahmen dieser Arbeit wurden mit der Entwicklung einer Richtlinie für Blister sowie einer automatisierten Anlage zur Detektion von Blistern genau diese Grundvoraussetzungen für die Identifizierung und Validierung von Wirkketten sprich komplexen Prozesszusammenhängen geschaffen. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse lassen sich direkt auf die laufende Serienproduktion, Serienplanung und Forschung anwenden. Dies führt zu einer Effizienz- und Stabilitätssteigerung laufender und zukünftiger Prozessketten, darüber hinaus lassen sich die Potenziale einer Technologie hinsichtlich Gewichtseinsparung, Funktionsintegration oder Einsatzmöglichkeiten noch weiter ausreizen. Für zukünftige Herausforderungen in immer komplexer werdenden Prozessketten kann diese Vorgehensweise als Leitfaden für die Identifizierung und Validierung von Wirkketten sowie die anschließende Nutzung der gewonnenen Erkenntnisse in den Bereichen Serienproduktion, Serienplanung und Forschung verwendet werden.

Die Kombination von hoher Festigkeit und guter Dehnung ist eine wichtige Anforderung an moderne Werkstoffarten. Es wird angestrebt, diese Werkstoffeigenschaften effektiv und preiswert zu erreichen. TRIP-Stähle stellen eine Werkstoffart dar, welche im Stande ist, diese Kriterien zu erfüllen. Die hervorragenden Eigenschaften dieser Stahlart sind nicht nur durch das von Ferrit, Bainit und Restaustenit gebildete Mehrphasengefüge gegeben, sondern werden auch durch den TRIP-Effekt (transformation induced plasticity) begünstigt. Als TRIP-Effekt wird die Umwandlung von Restaustenit in verformungsinduzierten Martensit während der Kaltverformung bezeichnet. In der Automobilindustrie werden TRIP-Stähle insbesondere für die Herstellung von Sicherheitskomponenten verwendet, da sie über die Fähigkeit verfügen, ein großes Ausmaß an Verformungsenergie während des Aufpralls zu absorbieren. Die hohe Festigkeit ermöglicht eine weitere Senkung des Komponentengewichtes. TRIP-Werkstoffe sind jedoch nicht nur für die Herstellung von Blechkomponenten interessant, sondern können auch bei anderen Anwendungen eingesetzt werden, z.B. bei der Massivumformung. Bei der Massivumformung von TRIP-Stählen entstehen Probleme, die bei der Blechbehandlung nicht auftreten. Es handelt sich insbesondere um die Notwendigkeit eine gleichmäßige Verformungs- und Temperaturfeldverteilung über den ganzen Werkstoffquerschnitt zu gewährleisten. Es ist wichtig, eine richtige Abkühlung der Proben zu erreichen, damit auch in der Probenmitte eine ausreichende Abkühlgeschwindigkeit erreicht wird, welche die Entstehung eines Ferrit-Bainit-Gefüges ermöglicht und die Restaustenitstabilität unterstützt. Diese Probleme schränken die Produktionsmöglichkeit eines komplexen TRIP-Gefüges in Massivhalbzeugen in der Industrie ein. Für diese Arbeit wurden technologische Möglichkeiten, Parameter der thermomechanischen Behandlung und Endeigenschaften von insgesamt drei niedriglegierten TRIP-Stählen untersucht. Die gewonnenen Erkenntnisse ermöglichten die Herstellung relativ dickwandiger Hohlhalbzeuge. Dazu wurde eine Herstellungskette genutzt, die Bohrungsdrücken, interkritisches Glühen und Kaltdrückwalzen für optimale Werkstoffeigenschaften beinhaltet. Mithilfe der gewonnenen Erkenntnisse wurde sogar nachgewiesen, dass aus den im Rahmen dieser Arbeit bearbeiteten Werkstoffen Halbzeuge gewonnen werden können, die sowohl eine höhere Festigkeit also auch eine höhere Dehnung aufweisen als konventionell hergestellte Bleche aus niedriglegierten TRIP-Stählen.

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