WIR!-Bündnis: WIR! GRAVOmer - "TriboCuttingPunch"; Teilprojekt 4: "Mikrostrukturierung von Schneidstempeln zur tribologischen Auslegung von Stanzprozessen" Fraunhofer IWU

Abstract

Der Wettbewerb im Markt der Blechverarbeitung erfordert effiziente und kostengünstige Produktionsprozesse, die durch stabile Abläufe und geringe Ausfallzeiten gekennzeichnet sind. Dieser Beitrag fokussiert sich auf die Herausforderungen beim Trennen von Blech- und Bandwerkstoffen, insbesondere bei der Verwendung von Schneidstempeln. Technologische Parameter wie der Schneidspalt, die Ausführung der Schneidkante sowie tribologische Bedingungen sind entscheidend für die Schnittflächenqualität und den Verschleiß der Werkzeuge. Das Projekt zielt darauf ab, durch gezielte Mikrostrukturierung der Mantelflächen von Schneidstempeln die Verschleißmechanismen zu reduzieren, ohne die Stabilität der Schneidkante zu gefährden. Durch die Reduzierung der Kontaktstellen zwischen Stempelmantelfläche und Schnittfläche sollen die Standzeit der Werkzeuge erhöht und die Produktionskosten gesenkt werden. Eine interdisziplinäre Zusammenarbeit verschiedener Partner wird angestrebt, um ein breites Anwendungsspektrum abzudecken und Risiken durch systematische Versuchsplanung und Variation von Mikrostruktur- und Stempelgeometrien zu minimieren. Ziel ist es, innovative Lösungen zu entwickeln, die der Industrie in herausfordernden Anwendungsbereichen zugutekommen. Das Projekt ist in vier Teilprojekte gegliedert, welche von vier verschiedenen Projektpartnern bearbeitet werden. Für das Teilprojekt 4 des Fraunhofer IWU bestand die Aufgabe darin, das tribologische Verhalten von runden Schneidstempeln mit funktionalisierter Stempelmantelfläche in den Bandwerkstoffen DC04, 1.4462 und 1.4310 zu untersuchen und die Wirkungsweise der Strukturierung zu analysieren und zu bewerten. Eine weitere Aufgabe bestand in der Auslegung, der auf der Mantelfläche zu applizierenden Mikrogeometrie sowie der Ableitung des Ablaufs zur Herstellung strukturierter Stempelmantelfläche. Die Mantelflächenfunktionalisierung wurde mittels Ultra-Kurzpuls-Laser auf die im Projekt genutzten Formstempel übertragen.