Tribosysteme für die Kaltumformung auf der Basis von flüchtigen Schmiermedien und laserstrukturierten Oberflächen

Abstract

Technische, wirtschaftliche aber auch gesetzliche Vorgaben führen zu gesteigerten Anforderungen an Schmierstoffe für die Blechumformung. Auch die Auswirkungen auf die Umwelt werden vor diesem Hintergrund immer relevanter. Aktuelle Forschungsarbeiten verfolgen daher das Ziel, die verwendete Schmierstoffmenge zu reduzieren, um zukünftig Bearbeitungen ohne Schmierstoffe durchführen zu können. Ausgehend vom Bestreben der Trockenumformung wird an der Universität Stuttgart daher ein neuartiges Verfahren zur Schmierung von Tiefziehprozessen mit flüssigem CO2 als Schmierstoffersatz entwickelt. Dieses Verfahren ermöglicht das Einbringen eines Zwischenmediums in das tribologische System zwischen Blech und Werkzeug mit Verzicht auf nachfolgende Reinigungsprozesse, da das flüssige CO2 bei der Entspannung auf Umgebungsdruck seinen Aggregatszustand ändert und rückstandslos verdampft. Die Zuführung erfolgt dabei direkt in der Wirkfuge über lasergebohrte Mikrolöcher im Umformwerkzeug und wird im Modellversuch â Streifenziehen mit Flachbahnâ auf die grundsätzliche Eignung untersucht. Zur Verteilung des CO2 werden in die Werkzeugoberfläche lasergenerierte Strukturen eingebracht. Zur Beurteilung der ablaufenden Prozesse und zur Beschreibung des tribologischen Systems werden Strömungssimulationen durchgeführt, das Benetzungsverhalten von Werkzeug und Blech wird in einem Druckreaktor untersucht.