Forschungsprojekt

Tribologische Optimierung in der Blechumformung durch Mikrostrukturierung

Zielbranchen

Metallerzeugung und -bearbeitung, Werkzeugherstellung

Problemstellung

Das Reibungsverhalten zwischen Blech und Werkzeug bestimmt maßgeblich den erzielbaren Umformgrad und Energiebedarf bei der Blechumformung. Eine Optimierung des Reibungs- und Blecheinzugsverhaltens führt zu einer Verbesserung der Bauteilqualität und zur Verringerung des Antriebsenergiebedarfs.

Lösung

Tribologische Optimierungen können mit strukturierten Oberflächen erreicht werden. Dabei sind die anforderungsgerechte Auslegung sowie eine reproduzierbare Fertigung und Bewertung der Wirkungsweise der Mikrostrukturen im tribologischen System Umformwerkzeug entscheidende Faktoren zur Erreichung der genannten Zielstellung.

Die Effekte der Strukturierung sind u. a. abhängig von den geometrischen Parametern der Mikrostrukturen. Das betrifft sowohl die laterale und vertikale Form als auch deren Aspektverhältnis und den Traganteil der mikrostrukturierten Oberfläche. Die Verifizierung erfolgt mit auf Probekörpern aufgebrachten Strukturmodellen und deren tribologischer Bewertung auf speziellen Prüfständen.

Spezifisch ausgelegte Mikrostrukturen erzielen über einen bestimmten Last- und Geschwindigkeitsbereich eine signifikante Verbesserung des tribologischen Verhaltens gegenüber unstrukturierten Reibpartnern.