Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Universität Erlangen-Nürnberg

Kaltmassivumformung metallischer Kleinstteile - Werkstoffverhalten, Wirkflächenreibung, Prozeßauslegung



Datum: 04.12.1997


Autor


Berichterstatter

  • Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. M . Geiger
  • Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. M . Geiger

Die Anwendung der Kaltmassivumformung zur Herstellung metallischer Kleinstteile besitzt entscheidende Vorteile gegenüber alternativen Fertigungsverfahren. Um das der aus konventionellen Umformtechnik verfügbare Wissen auf den Kleinstbereich zu übertragen, wurde der Einfluß abnehmender Werkstückgrößen auf das Werkstoffverhalten und die Wirkflächenreibung bei der Kaltmassivumformung untersucht und darauf aufbauend Hinweise für die Prozeßauslegung gegeben. Es wurden Zug-, Zylinder- und Ringstauchversuche an geometrisch ähnlichen, bis in den Kleinstbereich hinein verkleinerten Proben durchgeführt. Es zeigten sich zum Teil deutliche Miniaturisierungseinflüsse, die insbesondere auf die Größeninvarianz von Mikrostruktur sowie Oberflächentopographie zurückzuführen sind. Auf Basis dieser Ergebnisse erfolgte anschließend die Entwicklung von Ansätzen zur Beschreibung der Miniaturisierungseinflüsse beim Werkstoff- und Reibverhalten. Durch die Implementation dieser Beschreibungsansätze in die numerische Prozeßsimulation wurden Grundlagen für eine größenabhängige Simulation von Kaltmassivumformprozessen zur Verfügung gestellt. Um die Übertragbarkeit der Beschreibungsansätze auf anwendungs-relevante Umformprozesse zu verifizieren, wurde ferner der Miniaturisierungseinfluß beim Voll-Vorwärts-Fließpressen mit Hilfe unterschiedlich großer Werkzeuge untersucht. Zu diesem Zweck wurde das kleinste VVFP-Werkzeug der Welt entwickelt und eingesetzt.