Entwicklung eines Modells zur automatisierten Ermittlung der idealen Schmiermittelschichtdicke bei der Warmmassivumformung

Thema Umformtechnik
Projekttitel Entwicklung eines Modells zur automatisierten Ermittlung der idealen Schmiermittelschichtdicke bei der Warmmassivumformung (Minimalmengenschmierung)
Laufzeit 01.09.2023 – 31.12.2025

Aus dem Bereich der Zerspanung ist der Einsatz der Minimalmengenschmierung weitläufig bekannt. Im Bereich der Warmmassivumformung wird diese jedoch noch nicht eingesetzt – trotz ihrer Kosten- und Umweltschutzpotenziale. Dies liegt insbesondere an fehlendem Grundlagenwissen, welches im Rahmen dieses Projekts erarbeitet wird. Hierzu werden experimentelle Untersuchungen und begleitende Simulationen durchgeführt und zu einem Gesamtmodell zusammengefügt.

Das Modell ermöglicht in Zukunft eine Aussage zur idealen Schmiermitteldicke und berücksichtigt dabei insbesondere die spezielle Problematik lokal unterschiedlicher Werkzeugbelastungen und die damit einhergehenden Effekte wie Schmierfilmabriss und Werkzeugverschleiß.

Veröffentlichungen zum Projekt

Die Ermittlung geeigneter Schmierparameter ist für die Auslegung eines effektiven Schmiedeprozesses von entscheidender Bedeutung. Derzeit erfolgt diese Ermittlung überwiegend durch Trial-and-Error zu Beginn der Produktion, wobei anschließende Anpassungen auf der Grundlage der Fachkenntnisse des Bedieners vorgenommen werden. Um den manuellen Arbeitsaufwand, die Kosten und insbesondere den Ressourcenverbrauch zu reduzieren, ist es vorteilhaft, die Auswahl geeigneter Schmierparameter im Voraus zu ermöglichen. Dies unterstützt die Industrie bei der Erreichung ihrer CO₂-Neutralitätsziele und verbessert gleichzeitig die Prozessstabilität. In diesem Beitrag werden vereinfachte Versuchsmethoden zur Bewertung der tribologischen Eigenschaften von Warmschmiedeverfahren vorgestellt; zur Ermittlung des Einflusses der Schmierschichtdicke auf das tribologische System wurde der Ringstauchversuch gewählt. Diese Studie gliederte sich in zwei Phasen: erstens eine Untersuchung des Designraums der Sprühparameter; zweitens eine Untersuchung des Reibungskoeffizienten für verschiedene Schmierschichtdicken.

Warmmassivumformung, Schmierung, Ringstauchversuch

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Förderer

Das Projekt mit dem Förderkennzeichen 524639810 wurde mit Mitteln der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.

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