Werkzeugbauweisen für das Tiefziehen mit flüchtigen Schmiermedien

Projektbeschreibung

Versuchswerkzeug vom IFU Stuttgart zum Trockenumformen mit frei ausströmendem CO₂

Bei der Herstellung von Blechformteilen werden Schmierstoffe zur Reduzierung von Reibung, Verschleiß und Oberflächenbeschädigungen eingesetzt. Verwendet werden hauptsächlich Schmierstoffe auf Mineralölbasis, Prelubes, Öl-Wasser-Emulsionen und Trockenschmierstoffe. Diese können umwelt- und gesundheitsschädliche Additive enthalten. Weiterhin erfordert der Einsatz dieser Schmierstoffe neben deren Aufbringung auch eine kostenintensive Reinigung der Bauteile, um nachfolgende Prozessschritte wie Schweißen, Kleben und Beschichten zu ermöglichen.

Um diesen Nachteilen entgegenzuwirken, wurde am IFU Stuttgart ein neuartiges tribologisches System mit flüchtigen Schmierstoffen für die Blechumformung entwickelt, bei welchem CO₂ oder N₂ direkt über Mikroinjektoren zwischen den Blechwerkstoff und die Werkzeugoberfläche injiziert werden. In grundlegenden Untersuchungen zu diesem Tribosystem im Rahmen vorheriger Forschungsarbeiten konnten vielversprechende Ergebnisse hinsichtlich der Reduzierung der Reibungskräfte sowie der Prozessstabilität erzielt werden. Es wurde jedoch auch deutlich, dass die Konstruktion, Auslegung und Herstellung dieser Werkzeuge sehr komplex ist und spezielles Know-how erfordert.

Ziel des Projekts ist daher die Entwicklung, Untersuchung und Erprobung geeigneter Werkzeugkonzepte für die Umformung mit flüchtigen Schmierstoffen sowie die Entwicklung von Konstruktionsrichtlinien für eine wirtschaftliche Herstellung solcher "Trockenumformwerkzeugen". Die Forschungsarbeiten beziehen sich auf Werkzeuge für Folgeverbundprozesse, die häufig von KMU zur Herstellung von kleinen Tiefziehteilen in der Elektrotechnik, Lebensmitteltechnik, Medizin- und Pharmatechnikeingesetzt werden und daher hohen Anforderungen an die technische Sauberkeit genügen müssen. Die Projektergebnisse sollen unmittelbar bei den KMU zur industriellen Umsetzung der neuartigen Trockenumformtechnologie in Form von konkreten Handlungsempfehlungen, Konstruktionsrichtlinien und Normen beitragen.