Konzept zur Bearbeitung und tribologischen Prüfung von Fließpressmatrizen für das Trockenumformen von Aluminium

Bei der Erprobung neuer Oberflächenmodifikationen für den Einsatz in umformtechnischen Prozessen werden in der Regel mehrstufige Prüfserien durchgeführt. Vor allem zur Ermittlung des tribologischen Verhaltens werden zunächst experimentelle Untersuchungen mittels Tribometern und einfach bearbeitbarer Probenkörper genutzt. Das genutzte Tribometer wird auf Basis des im Realprozess auftretenden Lastkollektivs gewählt. Positiv bewertete Oberflächenmodifikationen werden in einer nächsten Prüfstufe in Laborversuchen mit prozessähnlichen Werkzeuggeometrien getestet, bevor schließlich Feldversuche im Realprozess folgen. In diesem Beitrag wird ein prozessnaher Laborversuch mit geschlitzten Fließpressmatrizen für das Trockenumformen von Aluminium vorgestellt. Dabei wurde vor allem auf die Anforderungen hinsichtlich eines variablen Lastkollektivs, der Möglichkeiten zur Oberflächenbearbeitung (Laserpolieren und Funktionalisieren) und zur Verschleißanalyse, als auch auf die Reduktion von Werkzeugkosten durch mehrfache Verwendung einzelner Komponenten geachtet. Insgesamt wurde sowohl das entwickelte Werkzeugkonzept für ausgewählte Werkzeuggeometrien erfolgreich getestet, als auch die Möglichkeiten einer Oberflächenmodifikation der Matrizenfunktionsflächen mittels Laserpolitur und Abscheidung von SAM (selbstanordnende Monolage) demonstriert.