Schnelle Identifikation umformbedingter Materialfehler in der Werkzeugerprobung

Die Herausforderung

Neben der Prüfung auf korrekte Form- und Maßhaltigkeit eines Bauteils muss in der Werkzeugerprobung auch ausgeschlossen werden, dass durch die Umformung Materialschwächen im Bauteil entstehen. Während des Umformprozesses kommt es an bestimmten Stellen zu einer übermäßigen Dehnung des Materials oder einer zu starken Abnahme der Blechdicke. Das produzierte Bauteil ist dadurch kritisch geschwächt und droht an dieser Stelle zu reißen. Mit bloßem Auge sind diese Materialfehler jedoch nicht zu erkennen.

Damit Dehnungen und Blechdicken eines Bauteils innerhalb der Toleranzgrenzen liegen, muss das Werkzeug in der Erprobung entsprechend überarbeitet werden. Dies geschieht, indem z. B. Maschinenparameter angepasst werden oder die Werkzeuggeometrie optimiert wird.

Die Lösung

Um herauszufinden, ob es im Bauteil solche Materialfehlstellen gibt, muss untersucht werden, wie das Material während der Umformung fließt. Dabei hilft das ARGUS System. Mithilfe einer entsprechenden Messkamera lässt sich über die ganze Fläche die Änderung der Form in 3D erfassen, indem einige wenige Messbilder vom Bauteil gemacht werden. Aus diesen gemessenen 3D-Daten werden dann Dehnungswerte über die ganze Fläche des Bauteils berechnet.

Werden diese Ergebnisse in Relation zur Grenzformänderungskurve (FLC: Forming Limiting Curve) gesetzt, entsteht ein Grenzformänderungsdiagramm (FLD: Forming Limiting Diagram). Durch die Interpretation des FLD können Bereiche im Bauteil identifiziert werden, in denen z. B. Maschinenparameter wie Schmierung, Andruckkraft und Werkstückpositionierung angepasst oder ggf. die Werkzeuggeometrie überarbeitet werden muss.