Effektiver Modellversuch zur Abschätzung der Werkzeugstandzeit

.

AiF-Nr.:

21116 N

EFB-Nr.:

18/119

Kurztitel:

Vorhersage Werkzeugstandzeit

Laufzeit:

01.07.2020 - 30.06.2022

Forschungseinrichtungen:

PtU Darmstadt


Projektbeschreibung

kat-21116n

Abbildung: Spannungsverteilung des realen Umformprozesses (links); Auslegung der Werkzeuggeometrie (rechts)

Die Wettbewerbsfähigkeit von blechverarbeitenden kleinen und mittleren Unternehmen hängt in starkem Maße von einer effizienten und leistungsfähigen Verarbeitung der Blechbauteile ab. Aus diesem Grund ist ein besseres Verständnis und eine bessere Kontrolle von Werkzeugverschleiß ein Schlüsselfaktor für die effiziente Blechverarbeitung. Dem steht jedoch gegenüber, dass die Verschleißanfälligkeit von Umformwerkzeugen durch die Verwendung von modernen Leichtbaumaterialien wie hoch- und höchstfesten Stählen und Aluminiumlegierungen massiv zunimmt.

Diese Problematik hemmt die leistungseffiziente Verwendung und die sichere Planung von Ressourcen in der Fertigung. Ein besseres Verständnis des Werkzeugverschleißes kann den Weg hin zu geringeren Schwankungen in den Prozessen und damit engeren Toleranzen in den Produkteigenschaften ebnen.

Die Standzeit von Umformwerkzeugen ist ein Maß für die Verschleißfestigkeit des eingesetzten tribologischen Systems. Um den zuvor genannten Herausforderungen zu begegnen, ist es notwendig, eine Methode zur besseren Abschätzung der Werkzeugstandzeit in der Blechumformung zu entwickeln. Diese Methode ist für KMUs von großem Nutzen, da hierdurch die Ausfallwahrscheinlichkeit des tribologischen Systems in Abhängigkeit von der geforderten Hubzahl ermittelt werden kann. Somit können Ausführungen und Wartungsintervalle des Umformwerkzeugs besser geplant sowie Ausschuss vermieden werden.

Die Arbeitshypothese des vorliegenden Projektantrags besagt, dass die Standzeit von Umformwerkzeugen und deren Streuungen bei der Verarbeitung moderner Blechmaterialien auf Basis ausgewählter Kurzzeitverschleißversuche (Real- und Streifenziehversuch) und der Adaption von Schätzverfahren aus der Betriebsfestigkeit zuverlässig vorhergesagt werden kann. Dafür wird zusätzlich eine Datenbank mit Verschleißfestigkeitskennlinien typischer tribologischer Systeme benötigt. Hieraus kann die Abschätzung von Werkzeugstandzeiten bei neuen Blech- oder Werkzeugwerkstoffen sowie bei neuen Schmierstoffen oder Werkzeugbeschichtungen durch Verschleißversuche erheblich effizienter als heute realisiert werden.

 


.

xxnoxx_zaehler