Optimierung der Werkzeugnutzung in der Blechumformung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Peter Groche
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 290017281

Das geplante Forschungsvorhaben zielt auf eine optimierte Ausnutzung der Lebensdauer von Werkzeugen für die Blechumformung ab. Die Schädigung der Werkzeuge im Prozess folgt in der Regel einem charakteristischen Schädigungsverlauf. Die Schädigung steigt zunächst linear an und geht schließlich in einen exponentiellen Anstieg über der zum Ausfall des Werkzeuges führt. Für eine optimierte Nutzung der Werkzeuglebensdauer ist es erforderlich, diesen Schädigungsverlauf möglichst genau zu erfassen und die zugrundeliegenden Mechanismen zu verstehen. Die Gründe für einen Werkzeugausfall sind bislang weitestgehend unbekannt. In der Literatur finden sich Erklärungsansätze, die den Ausfall auf eine zunehmende Werkzeugrauheit bzw. einer lokale Materialentfestigung zurückführen. In dem hier beantragten Projekt sollen diese Effekte separiert und analysiert werden. Abschließend sollen Maßnahmen zur Verschleißreduktion abgeleitet werden.Hierzu werden experimentelle Verschleißuntersuchungen auf Basis eines Streifenziehversuchs durchgeführt. Im ersten Schritt erfolgt eine Analyse des Verschleißverlaufs verschiedener tribologischer Systeme um eine Untersuchung der vorherrschenden Mechanismen im Versagensfall zu ermöglichen. Hierzu wird ein bestehendes Online-Monitoring-System, das eine kontinuierliche Erfassung der Blechrauheit ermöglicht, zur Dokumentation der Verschleißentwicklung eingesetzt. Eine Erweiterung des Monitoring-Systems um eine Widerstandsmessung soll Änderungen in der Kontaktzone zwischen Blech und Werkzeug erfassen. Hierdurch soll die Erfassung des Versagenszeitpunktes verbessert werden. Darauf aufbauend erfolgen weitere experimentelle Untersuchungen, bei denen der Einfluss der Rauheit und der Härte der Werkzeuge auf den Verschleiß unabhängig voneinander überprüft wird. Abschließend soll ein Erklärungsmodell validiert werden, das die ursächlichen Mechanismen im Versagensfall beschreibt. Zudem werden Maßnahmen abgeleitet, die Verschleiß durch Materialabtrag bzw. Härteabfall gezielt entgegen wirken.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen