Untersuchungen zur Verschleißberechnung an Blechumformwerkzeugen aus Kunststoff

Die Zielsetzung dieser Arbeit ist die Schaffung der Grundlagen für die realitätsgetreue Berechnung des Werkzeugverschleißes bei Blechumformwerkzeugen aus Kunststoff. Es werden grundlegende Untersuchungen zur Verschleißberechnung in der Umformsimulation mit der FEM an einem repräsentativen Modellprozess durchgeführt. Als Basis für die Untersuchungen zur simulationsgestützten Verschleißvorhersage dienen umfangreiche experimentelle Untersuchungen an einem Hohlprägeprozess. Im Rahmen der Versuche werden ein ungefüllter sowie zwei gefüllte Kunststoffe betrachtet. Die Verschleißtiefe wird an den sechs Matrizenradien, die durch unterschiedliche Beanspruchungskollektive gekennzeichnet sind, für verschiedene Hubanzahlen ausgewertet. Den Schwerpunkt der Arbeit bildet die Entwicklung einer Methodik zur Berechnung des Werkzeugverschleißes in der Umformsimulation mit kontinuierlicher Anpassung der Werkzeuggeometrie an die berechnete Verschleißtiefe. Zur Validierung der entwickelten Methodik erfolgt die Berechnung der Verschleißtiefe für die sechs Matrizenradien aller drei Kunststoffe. Die Bestimmung der Verschleißkonstante erfolgt dabei an einem Matrizenradius. Für die Bewertung der Genauigkeit der Verschleißberechnung werden zusätzlich die wirksamen Beanspruchungskollektive in der Simulation detailliert analysiert. Der Vergleich mit den Messergebnissen zeigt, dass sowohl die Verschleißtiefe als auch die Werkzeuggeometrie mit sehr guter Genauigkeit berechnet werden können.