Wasser als Schmierstoff für die Hochgeschwindigkeitsumformung mithilfe von LIPSS

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Frank Vollertsen
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 416530419

Um Werkzeuge und Werkstücke in Umformprozessen vor Verschleiß zu schützen und die Prozesskräfte so gering wie möglich zu halten, werden mineralische und synthetische Schmierstoffe eingesetzt. Diese übernehmen die Funktionen der Reibungsminimierung, des Abtransports der Wärme und des Abriebes. Ein Einsatz von Schmierstoffen ist daher nützlich, allerdings müssen herkömmliche Schmierstoffe nach dem Umformprozess unter Einsatz von Lösungsmitteln und Energie von den Umformerzeugnissen entfernt werden, um die Oberflächen für nachfolgende Bearbeitungs- und Beschichtungsprozesse zugänglich zu machen. Das Projekt soll aufzeigen, dass auf klassische Schmierstoffe verzichtet werden kann. Ziel dieses Projektvorhabens ist daher die Substituierbarkeit von mineralischen bzw. synthetischen Schmierstoffen bei Mikroumformprozessen durch reines Wasser nachzuweisen. Aufgrund der geringen Viskosität des Wassers kann dieses nicht unter herkömmlichen Bedingungen verwendet werden. Deshalb soll zum einen eine hydrophile Werkzeugoberfläche durch die Laserstrukturierung erzeugt werden, damit das Wasser auf die Hochbelastungszonen im Umformwerkzeug gebunden wird. Zum anderen soll eine geeignete Umformgeschwindigkeit ermittelt werden, wodurch die Reibung während des Umformprozesses mit Wasser minimiert wird. Diese Methoden werden einzeln untersucht und anschließend auf einen Tiefziehprozess übertragen. Nach den Umformvorgängen werden die verwendeten Werkzeuge hinsichtlich ihres Verschleißes analysiert und gegenübergestellt, um das Potenzial des Umformprozesses mit Wasser darzustellen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen