Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Modulares Werkzeugsystem mit additiv gefertigten, definiert durchlässigen Strukturen zur intrinsischen Schmierung im Tiefziehprozess

Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines modularen Werkzeugsystems mit additiv gefertigten, definiert durchlässigen Strukturen zur intrinsischen Schmierung im Tiefziehprozess. Das Werkzeugkonzept basiert auf der Verarbeitung pulverförmiger Werkzeugstähle mittels pulverbettbasiertem Laserstrahlschmelzen unter Nutzung der prozessinhärenten Vorteile. Die so generierten Werkzeugeinsätze mit speziellem Strukturaufbau, die durch eine definierte Mikrohohlkammer- bzw. Mikrokanalstruktur gekennzeichnet sind, ermöglichen ein innovatives Schmierkonzept im Tiefziehprozess mit dem Ziel der zeitlich und örtlich definierten Steuerung der Schmiermittelversorgung während des Umformprozesses mit minimaler Einsatzmenge. Durch die Auslegung bzw. Steuerung soll der Ablauf und das Ergebnis des Umformprozesses verbessert werden, wodurch der Einsatz additiv verarbeitbarer Werkzeugstähle deutlich an Attraktivität gewinnt und nachhaltige Umformprozesse ermöglicht. Um dies zu erreichen, ist die Anpassung des Prozessfensters beim Laserstrahlschmelzen notwendig, sodass das Stahlpulver additiv zu Werkzeugkomponenten verarbeitet werden kann, die im Hinblick auf die Schmierstoffapplikation bzw. die hieraus resultierenden tribologischen Eigenschaften, gezielt einstellbare lokal-durchlässige Strukturen enthalten. Zusätzlich zur Herstellbarkeit sollen eine Werkzeugsystematik und exemplarisch ein Tiefziehprozess entwickelt werden, um die Leistungsfähigkeit der intrinsischen Schmierung zur Erweiterung gegenüber den derzeitigen Prozessgrenzen nachzuweisen.

Final sollen die Ergebnisse des Forschungsvorhabens für die Erarbeitung von Richtlinien für die Verwendung von additiv gefertigten schmiermitteldurchlässigen Strukturen genutzt werden. Der Nutzen für die KMU wird dahingehend erwartet, dass die Möglichkeit eines solchen modularen Werkzeugsystems die ökologische Herstellbarkeit komplexer Stahlbauteile zulässt.