Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Seriennahe Auslegung modifizierter Werkzeugoberflächen für das schmierstoffreduzierte Tiefziehen

Untersuchungen zeigen, dass diamantähnliche amorphe Kohlenstoffschichten (DLC) auf der Werkzeugoberfläche die Prozessgrenzen beim Tiefziehen ohne Schmiermittel erweitern. Durch die gezielte Anpassung der tribologischen Eigenschaften in der Wirkfuge zwischen Werkzeug und Werkstück konnte in grundlegenden Laborversuchen nachgewiesen werden, dass geeignete DLC-Schichten die Reibung und den Verschleiß maßgeblich reduzieren und höhere Ziehtiefen erreicht werden. Das langfristige Einsatzverhalten der Schichten hinsichtlich Verschleiß und Ermüdung sowie die Einsatzfähigkeit der Schichten bei anspruchsvollen Bauteilanforderungen ist weitgehend unerforscht. Ziel dieses Projektvorhabens ist demnach eine grundlagenorientierte Analyse der Verschleißbeständigkeit und Prozessrobustheit zur Erhöhung des Verständnisses hinsichtlich des Einsatzes und der Wirkungsweise von DLC-Schichten für industrielle Anwender. Da ein Großteil der Tiefziehbauteile von KMU im Auftrag von OEM gefertigt werden, hat die Reduktion bis hin zum vollständigen Verzicht auf Schmierstoffe für KMU großes Potential. Einerseits sind direkte wirtschaftliche Vorteile aufgrund der verkürzten Prozesskette durch den Wegfall der Schritte des Schmierstoffauftrags und der Bauteilreinigung sowie durch die Reduktion des Schmierstoffbedarfs realisierbar. Andererseits werden durch den Verzicht auf die häufig umweltschädlichen Schmierstoffe dem aktuellen Trend nach einer ökologischen Produktion entsprochen und zunehmend strengere Umweltschutzvorschriften eingehalten. Für die Qualifizierung des schmierstofffreien oder -reduzierten Tiefziehens unter anwendungsnahen Bedingungen ist ein hoher Versuchsaufwand notwendig. Dieser ist durch KMU nicht oder nur mit hohem wirtschaftlichem Aufwand realisierbar. Dies motiviert die Untersuchungen an den beteiligten Forschungsstellen.