Detailseite
Projekt
Tribosysteme für die Kaltumformung auf der Basis von flüchtigen Schmiermedien und laserstrukturierten Oberflächen
Antragsteller
Professor Dr. Thomas Graf; Professor Dr.-Ing. Thomas Hirth; Professor Dr.-Ing. Mathias Liewald
Fachliche Zuordnung
Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
Förderung
Förderung von 2013 bis 2016
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 244842169
Das beantragte Forschungsprojekt der Institute für Umformtechnik, Grenzflächenverfahrenstechnik und Plasmatechnologie sowie Strahlwerkzeuge an der Universität Stuttgart soll zu völlig neuartigen Tribosystemen für die Kaltumformung führen. Solche Tribosysteme sollen für spezifische Flächenpressungen mit jeweils veränderbaren Reibschubspannungen durch Verwendung von entsprechend präparierten Oberflächen der Reibpartner und einem fest, flüssigen oder gasförmigen, flüchtigen Zwischenstoff entwickelt werden.Das Forschungsvorhaben umfasst in der ersten Förderphase physikalische und erkenntnisorientierte Grundlagenforschungsarbeiten zur Charakterisierung der Schmier-, Tragwirkung sowie Applikationsarten von im festen oder flüssigen Aggregatzustand aufgebrachtem flüchtigen Schmiermedien (N2 oder CO2) auf zuvor mittels Laser gezielt präparierten Werkzeugoberflächen. Die Untersuchungen sollen zunächst an modellhaften Laborversuchen (Streifenziehversuch und Autoklav) systematisch durchgeführt werden. In den nachfolgenden Förderperioden sollen sich Untersuchungen an realen Bauteilen aus der Blech- und Massivumformung unter Praxisbedingungen und einer geeigneten Applikation auf das Halbzeug oder Werkzeug anschließen. Fernziel des Projektes stellt somit die Bereitstellung eines validierten tribologischen Systems dar, das auf der Basis von zunächst laserstrukturierten Werkzeugoberflächen beruht, die kurz oder während des Umformvorgangs mit einem Schmiermedium benetzt worden sind, das sich nach dem Prozess rückstandsfrei verflüchtigt. Der wissenschaftliche Anspruch aus der Zusammenarbeit der Institute der Universität Stuttgart besteht somit im Sinne der Ausschreibung dieses Programmes in der verzahnten Entwicklung eines hinreichenden Leistungsvermögens eines solchen Tribosystems für die Umformtechnik unter realen Misch- und Gleitreibungsbedingungen, das für einige exemplarisch betrachtete Verfahren der Blech- und Massivumformung charakterisiert werden soll. Der wissenschaftliche Erkenntnisgewinn wird in Bezug auf eine, im Vergleich zu heute modifizierte Prozessführung in der Umformtechnik auf neuartige, besser geeignete Topologien der Werkzeugoberflächen sowie auf das tiefgehende Verständnis von Verteilungs- und Benetzungsmechanismen des sich verflüchtigenden und in der Wirkfuge zwischen Halbzeug und Werkzeug verteilenden Schmiermediums erwartet. Vorversuche haben gezeigt, dass die Applikation von CO2 im festen Zustand die Reibung in erheblichem Umfang reduzieren und als temporär wirkender, rückstandsfreier Schmierstoff umweltseitig stoffneutral eingesetzt werden kann.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
