Einfluss der Stempelgeschwindigkeit auf die Reibung beim Mikrotiefziehen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Frank Vollertsen
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren ; Produktionsautomatisierung und Montagetechnik
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 161472980

Für den Makrobereich ist bereits seit längerem bekannt, dass die Ziehgeschwindigkeit den Prozess des Tiefziehens beeinflusst. Dieser Einfluss wird wesentlich durch das geschwindigkeitsabhängige Reibverhalten zwischen Probe und Werkzeug verursacht. Im Mikrobereich eröffnen sich aufgrund der kleinen Dimensionierung von Bauteil und Umformmaschine neue Möglichkeiten bei der Prozessführung, so dass hochdynamische Umformmaschinen und eine gezielte Optimierung der Ziehgeschwindigkeit auch für industrielle Anwendungen interessant werden. Aufgrund des tribologischen Größeneffekts wird erwartet, dass sich die im Makrobereich beobachteten Phänomene im Mikrobereich abweichend verhalten und sich aufgrund des ansteigenden Verhältnisses von offenen zu geschlossenen Schmiertaschen zunehmend als Mischform aus Trockenreibung und Grenzreibung darstellen. Daher ist es das Ziel dieses Forschungsvorhabens, den Einfluss des tribologischen Größeneffekts in Abhängigkeit der Ziehgeschwindigkeit auf das Reibverhalten beim Mikrotiefziehen zu untersuchen. Es soll der Parameter der Stempelbreite anhand von skalierten Streifenziehversuchen mit doppelten Umlenkungen im Geschwindigkeitsbereich von 1 bis 1000 mm/s untersucht werden. Dieses geschieht auf Basis der Arbeitshypothese, dass die Reibzahl signifikant beeinflusst wird, durch die Ziehgeschwindigkeit, den Kontaktdruck und der Ausprägung der Kontaktzone. In Verbindung mit den bereits erlangten Erkenntnissen soll ein erweitertes Reibmodell beschrieben werden. Nach erfolgter Validierung des Reibmodells, soll es dazu beitragen, die optimale Stempelgeschwindigkeit beim Mikrotiefziehen zu ermitteln, sodass die Reibung zwischen Proben und Werkzeug minimiert werden können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen