Tribologisch günstige Oberflächenstrukturierung von Tiefziehwerkzeugen mittels maschinellem Oberflächenhämmern
Manuel Steitz
Die übergeordnete Zielsetzung der Doktorarbeit ist die Auslegung einer tribologisch günstig wirkenden Oberflächenstrukturierung von Tiefziehwerkzeugen sowie deren Realisierung mittels maschinellem Oberflächenhämmern (MOH). Hierfür wird zunächst die Zielgeometrie der Werkzeugoberfläche hinsichtlich ihrer Rauheit und der Ausgestaltung der Strukturen definiert. Nach Untersuchung des Einglättungsverhaltens gefräster Oberflächen durch das maschinelle Oberflächenhämmern wird im Anschluss ein analytisches Modell präsentiert, das die Berechnung der materialspezifischen Einglättungsenergie für die benötigte plastische Umformung einer bekannten Oberflächenrauheit erlaubt. Um neben der Einglättung auch strukturieren zu können, wird im darauf folgenden Schritt eine Prozesskette zur Fertigung spezieller Hammerköpfe entwickelt. Durch deren Verwendung ist es möglich, Werkzeugoberflächen neben der Einglättung mit einer deterministischen Mikrostruktur zu versehen. Die strukturierten Oberflächen werden letztlich auf ihr Reib- und Verschleißverhalten hin untersucht, wobei signifikante Einflussfaktoren auf die Zielgrößen Reibwert und Verschleißerscheinungen identifiziert werden können. Untersuchungen mit einem realen Tiefziehwerkzeug beweisen, dass diese Ergebnisse auch in die industrielle Praxis übertragbar sind und das Prozessfenster beim Tiefziehen positiv beeinflusst wird.
