Moderne Werkzeuggestaltung zur Bauteilgradierung unter Einbindung von Simulationsmodellen, effizienten Werkzeugkühlkonzepten und Werkzeugbeschichtungssystemen

Der vorliegende Beitrag beschreibt die aktuellen Untersuchungen zur optimierten Werkzeugauslegung für das Presshärteverfahren, insbesondere zur Erhöhung der Prozesssicherheit bei der Herstellung von Bauteilen mit gradierten Festigkeitseigenschaften. Die derzeitigen und zukünftigen Ansprüche, welche hierbei an moderne Presshärtewerkzeuge und deren simulative Abbildung gestellt werden, unterscheiden sich erheblich von Werkzeugen für die konventionelle Blechumformung. Speziell das Bestreben, Bauteile mit lokal unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften herzustellen (Tailored Tempering), erfordert ein optimiertes Zusammenspiel zwischen mechanischen und thermischen Werkzeugeigenschaften, insbesondere von Werkzeugwerkstoffen, Beschichtungen, tribologischen Verhältnissen und entsprechend abgestimmten Kühlkonzepten in wesentlicher Abhängigkeit zur Temperatur. Im Folgenden sollen unterschiedliche Lösungsansätze aufgezeigt und diskutiert werden. Für die Bewertung und die ganzheitliche Betrachtung des Systems Presshärtewerkzeug spielen die thermomechanische und die thermofluide Simulation eine entscheidende Rolle. Der Beitrag zeigt hierfür bestehende Möglichkeiten der gekoppelten thermofluiden Simulation auf.