Prozessintegrierte Schmierung im Folgezug

Projektbeschreibung

Prinzipdarstellung der prozessintegrierten Schmierung im Folgezug

Die Tiefziehbarkeit eines Bauteils wird unter anderem stark von den im Prozess herrschenden tribologischen Bedingungen beeinflusst. Diese fallen insbesondere bei Bauteilen mit hohen Gesamtziehverhältnissen ins Gewicht. Derartige Ziehteile werden häufig in Stufenwerkzeugen in mehreren Schritten umgeformt, um ein Versagen während des Ziehprozesses zu vermeiden. Dadurch lassen sich höhere Gesamtziehverhältnisse erreichen, womit aber auch eine Erhöhung der Taktzeit, der Anzahl der erforderlichen Werkzeuge und eine komplexere Prozessführung einhergehen. Eine Optimierung der tribologischen Zustände beim Tiefziehen hinsichtlich der Reduzierung der Reibung senkt die Anzahl der nötigen Ziehschritte und erweitert die Prozessgrenzen. Solch eine Optimierung erfordert oftmals eine Zusatzschmierung des Blechs für ein verbessertes Tribosystem. Dies hat insbesondere ab der zweiten Ziehstufe eine höhere Relevanz, da durch den ersten Zug die Ölauflage beschädigt und eine Festkörper- oder Mischreibung erzeugt wird.

Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es mittels integrierter und gezielter Schmierung der rissgefährdeten Areale eines Ziehteils im Folgezug den Schmiermittelverbrauch zu senken und zugleich die Werkzeugkosten zu reduzieren. Ferner ist es möglich mit Hilfe einer Druckschmierung eine Druckpolsterbildung und eine Trennung des Blechs vom Werkzeug zu erzeugen. Dadurch wird die Oberflächengüte des Ziehteils verbessert. Mittels filigraner Ölauslassöffnungen im Folgezug des Werkzeugs wird ein Schmiermittelpolster zwischen dem Blech und der Werkzeugoberfläche erzeugt, welche die Reibung reduziert und die tribologischen Bedingungen verbessert. Zudem ermöglicht die additive Fertigung des Werkzeugs eine geometrische Optimierung der Ölauslasskanäle hinsichtlich Werkzeugfestigkeit. Ferner kann hierdurch eine kompakte Bauweise realisiert werden.

Durch die Einführung von Tiefziehwerkzeugen mit der Möglichkeit der prozessintegrierten Schmierung kann das Ziehteil gleichzeitig geschmiert und umgeformt werden. Somit werden die blechverarbeitenden KMU bspw. in den Bereichen der Elektrotechnik, Kosmetik und Konsumgüter zukünftig weiterhin in der Lage sein, mittels Tiefziehen die zunehmenden Anforderungen an die Bauteilkomplexität und an neue Werkstoffe zu erfüllen, ihren Schmiermittelverbrauch und Werkzeugkosten zu senken, ihre Prozesskette und demzufolge ihre Taktzeit zu verkürzen und letztendlich ihre Effizienz zu steigern. Die Hersteller der additiven Werkzeuge und Dienstleister im AF-Bereich können Ihr Know-How erweitern und Ihre Konkurrenzfähigkeit verbessern.