Schleifstrategien zur lokalen, belastungsorientierten Randzonenmodifikation von Blechmassivumformwerkzeugen

Bei der Blechmassivumformung (BMU) treten während des Umformvorgangs lokal stark unterschiedliche Druck- und Zugbelastungen des Umformwerkzeugs auf. In Überlagerung mit diesen Lastspannungen können die fertigungsbedingten Randzoneneigenspannungen im Werkzeug die Ermüdung funktionsrelevanter Bereiche begünstigen oder verzögern. Speziell bei der BMU ist eine lokale Optimierung dieser Randzoneneigenschaften zwingend erforderlich, um den hohen auftretenden Belastungen standzuhalten und den BMU-Vorgang prozesssicher zu gestalten. Der Formschleifprozess als einer der letzten und damit qualitätsbestimmenden Fertigungsschritte kann genutzt werden, um die fertigungsbedingten Randzoneneigenschaften gezielt auf die später im Umformprozess herrschenden Spannungszustände anzupassen. Das Ziel dieses Teilprojekts ist es entsprechend, die Lebensdauer von Blechmassivumformwerkzeugen durch lokal eingebrachte Eigenspannungen signifikant zu steigern und so die Prozesssicherheit des Umformprozesses zu gewährleisten.

Die grundlegenden Zusammenhänge zwischen dem Schleifprozess und den sich ausbildenden Randzoneneigenspannungen standen im Fokus der Untersuchungen in der ersten Projektphase (zweite Antragsphase des SFB TRs). Es wurden drei Haupteinflussgrößen identifiziert und ein empirisches Modell hergeleitet. Dieses kann genutzt werden, um ein gewünschtes Eigenspannungsprofil durch den Schleifprozess einzubringen. Das Hauptziel für die dritte Förderperiode ist es, die notwendigen wissenschaftlichen Erkenntnisse für die prozesssichere Herstellung und Regeneration von Blechmassivumformwerkzeugen mit optimierten Randzoneneigenschaften zu erarbeiten.