Projekt

Beim Umformen hochfester Bleche kommt es vermehrt zu Verschleißerscheinungen wie Kaltaufschweißungen und Riefen an den Aktivflächen der Werkzeuge. Vor diesem Hintergrund suchen Forscher im Verbundprojekt InnoCaT3 nach Wegen, die Ressourceneffizienz im Werkzeug- und Formenbau zu verbessern.

Die Ingenieure entwickelten ein Simulationstool, wobei sie auf bereits bestehenden Systemen für die Finite Elemente Methode (FEM) und die Boundary Element Methode (BEM) aufbauten und beide koppelten. Dadurch wurden die Vorteile beider Verfahren kombiniert und die schnelle und präzise Berechnung selbst komplexer Geometrien und Werkstücke ermöglicht. Basierend auf den Erkenntnissen optimierten die Wissenschaftler die Ziehkantengeometrie so, dass die Belastungen möglichst gleichmäßig sind und keine Spannungsspitzen auftreten.

Inzwischen wurden mehr als 1000 Teile mit einem optimierten und einem konventionellen Werkzeug gefertigt und getestet. Dabei habe sich gezeigt, dass insbesondere der abrasive Verschleiß am Einzug infolge der Ziehkantenoptimierung erheblich geringer ausfiel und dass die Werkzeuge mit den optimierten Ziehkanten eine um etwa 50 Prozent längere Standzeit erreichen.

Um die Einsatzdauer der Werkzeuge weiter zu steigern, soll sie Materialoberfläche des Tiefziehwerkzeugs mittels Laser an jenen Stellen lokal verbessert werden, die besonders stark belastet sind. Eine Schätzung der Standzeitsteigerung durch optimierte Oberflächen beim Tiefziehen liegt im Bereich von 50%.

Darüber hinaus konnte die obere Platte des Tiefziehtools um rund 23 % erleichtert werden.