Prozessauslegung und Untersuchung von geschliffenen und CrAIN/CrAICN-beschichteten Werkzeugoberflächen mittels schwingungsüberlagertem Flachstauchversuch für die Blechmassivumformung

Das Zusammenführen von Fertigungsverfahren der Blech- und Massivumformung zu einem Fertigungsprozess ermöglicht unter anderem die Herstellung von Massivbauteilen aus Blechzuschnitten mit einer Blechdicke von 1 bis 5 mm. Am Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen (IFUM) wird ein neuer, mehrstufiger und schwingungsüberlagerter BMU-Prozess unter Berücksichtigung der Vor- und Nacharbeit entwickelt. Die Auslegung der Werkzeug-Aktivelemente erfolgt dabei mit Hilfe von FE-Simulationen unter Berücksichtigung schwingungsfreier und -überlagerter Randbedingungen. Um Fließkurven für FE-Simulationen im mehrachsigen Spannungszustand zu ermitteln, wird am IFUM zusätzlich ein schwingungsüberlagerter Flachstauchversuch entwickelt. Um den Einfluss auf die Prozessführung und auf die gezielte Werkstückqualität zu untersuchen, ist geplant, die Aktivelemente des Flachstauchwerkzeugs mit unterschiedlichen Oberflächen zu versehen. Es werden hierfür zwei Konzepte vorgestellt. Das erste Konzept beinhaltet die Nachbearbeitung der Wirkoberflächen mit Hilfe torischer Sohleifstifte, um angepasste Rauheiten zu realisieren, ohne die Form des Stempels wesentlich zu verändern. Hierfür werden erste Machbarkeitsstudien dargestellt. Im nächsten Schritt wird die Beschichtung von geschliffenen und polierten Werkzeugen mittels PVD-Verfahren durchgeführt. Dieses ermöglicht die konturnahe Abscheidung verschleißfester und reibungsarmer Cr-basierter Dünnschichten. Die für die BMU entwickelten Beschichtungsverfahren werden mit experimentellen Ergebnissen repräsentiert. Die geplante messtechnische Prüfung der umgeformten Werkstücke beinhaltet den Einsatz eines mehrskaligen Multi-Sensor-Streifenprojektionssystems, welches eine ganzheitliche Erfassung der Werkstücke in einem merkmalsangepassten Detaillierungsgrad ermöglicht. Hierfür werden neue Studien zur Erfassung der Werkstücke mit dem Multi-Sensor-Streifenprojektionssystem dargestellt.