Untersuchungen zum Eignungsprofil polymerer Werkzeugwerkstoffe für das Tiefziehen von Feinblechen

Blechformteile finden sich in zahlreichen industriellen Anwendungen, wie z.B. der Auto-mobilindustrie. Ein wesentlicher Grund hierfür ist die Verarbeitbarkeit in hochautomatisierten Produktionsanlagen. Die Massenfertigung rechtfertigt das riesige Investitionsvolumen für die Bereit-stellung der kostenintensiven Blechumformwerkzeuge aus Stahl- und Gusswerkstoffen. Die wachsende Pkw-Modellvielfalt durch steigende Derivaten- und Nischenfahrzeugproduktionen führt zwangsläufig zu verringerten Produktionszahlen der einzelnen Fahrzeugvarianten. Zur wirtschaftlichen Herstellung der resultierenden kleinen und mittleren Serien sind kostengünstige Werkzeuge notwendig. Insbesondere polymere Werkzeugwerkstoffe bieten eine hohe Ver-arbeitungsflexibilität und die Möglichkeit zur Kostenreduktion. Jedoch sind polymere Werkstoffe im Werkzeugbau bislang nahezu bedeutungslos.
Im Rahmen der vorliegenden Dissertation wurde das Eignungsprofil verschieden gefüllter Polyurethanwerkstoffe für das Tiefziehen von Feinblechen untersucht. Ausgehend von den drei wesentlichen Einflussfaktoren (Werkstückgeometrie, Blechwerkstoff, Werkstückzahl) für die Auswahl des ideal geeigneten Werkzeugwerkstoffs für die Blechumformung wurden zunächst praxis-nahe Versuchsreihen durchgeführt. Hierzu zählten Streifenziehversuche (zur Ermittlung geeigneter Tribopartner) und Verschleißversuche (zur Ermittlung erreichbarer Werkstückzahlen). Im Anschluss daran folgten Modell-Tiefziehreihen (zur Ermittlung der Herstellbarkeit vorgegebener Werkstück-geometrien) sowie die Praxisumsetzung. Die Ergebnisse zeigen eine hohe Eignung moderner polymerer Werkstoffe zur Herstellung von Tiefziehwerkzeugen. Die hervorragenden Gleiteigenschaften ermöglichen für gewöhnlich eine deutliche Reduzierung der Schmierstoffdosierung. Die flexible Verarbeitbarkeit sichert eine breite Anwenderschaft. Die wirtschaftliche Betrachtung attestiert dem Einsatz von polymerer Werkstoffen für die Blechumformung Bestnoten.