Seriennahe Auslegung modifizierter Werkzeugoberflächen für das schmierstoffreduzierte Tiefziehen

Laufzeit

Start: 1. März 2022

Ende: 29. Februar 2024

Kurzbeschreibung

Im Forschungsvorhaben „Seriennahe Auslegung von modifizierten Werkzeugoberflächen für das Trockentiefziehen“ (IGF-Vorhaben: 01IF22299N) wird das Einsatzverhalten diamantähnlicher Kohlenstoffschichten (engl. Diamond Like Carbon, DLC) auf Werkzeugoberflächen zur Reduktion von Reibung und Verschleiß beim Tiefziehen untersucht. Es wird analysiert, inwieweit der Schmierstoffeinsatz beim Tiefziehen stark verringert oder vollständig vermieden werden kann. Ausgangspunkt ist die industrielle Herausforderung, Beölungs- und Reinigungsprozesse in der Blechumformung zu reduzieren, um Kosten, Prozesszeiten und Umweltbelastungen zu senken. 

Im Fokus stehen DLC-Schichtsysteme auf Basis von ta-C- und a-C:H, durch welche insbesondere beim Umformen von Aluminiumblechen adhäsiver Verschleiß verringert und die resultierende Bauteilqualität verbessert werden kann. Aufbauend auf Vorarbeiten aus dem DFG SPP 1676 werden geeignete Schichtsysteme ausgewählt, charakterisiert und unter industrienahen Bedingungen bewertet. Dabei werden verschiedene Halbzeuge, Werkzeuggeometrien, Oberflächenzustände und Beanspruchungskollektive analysiert. Die Untersuchungen umfassen tribologische Modellversuche, numerische Analysen, Tiefziehversuche mit Demonstratorgeometrien sowie Langzeitversuche zur Bewertung des Verschleißverhaltens. Ergänzend wird eine Kosten-Nutzen-Analyse durchgeführt, um den industriellen Mehrwert für KMU abzuschätzen. Ziel ist die Ableitung praxisnaher Empfehlungen für die Auswahl, Auslegung und Anwendung beschichteter Werkzeuge in nachhaltigen Tiefziehprozessen.

Forschungsgruppen: Umformtechnik

Publikationen