Schneidstrategien zum wirtschaftlichen Zerteilen pressgehärteter Stahlbleche

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Bei der Warmumformung von Blechen aus höchstfesten Vergütungsstählen sind Umformwerkzeuge zusätzlich zu den mechanischen Belastungen auch starken thermischen Belastungen ausgesetzt. Neben der Wärmeentwicklung durch Reibung zwischen Werkstück und Werkzeug findet ein zusätzlicher Wärmeübertrag vom Blech auf das Werkzeug durch Wärmeleitung statt. Dieser beabsichtigte Wärmeübertrag muss die erforderliche Abkühlgeschwindigkeit des Blechs während der Umformung gewährleisten. Das Umformwerkzeug hat somit neben der Formgebung des Blechs die Aufgabe, die Gefügeumwandlung im Blech durch einen ausreichend hohen Wärmeabtransport im stationären Betrieb zu gewährleisten. Bisher liegen weder systematische Untersuchungen zur optimalen Gestaltung von Umformwerkzeugen unter Berücksichtigung fertigungstechnischer und betriebsfestigkeitstechnischer Gesichtspunkte vor, noch ist der thechnische Werkzeugwärmehaushalt bei der Warmumformung näher untersucht. Bei derzeit eingesetzten Umformwerkzeugen erfolgt die Auslegung bislang auf der Grundlage von Erfahrungswerten des Konstrukteurs oder anhand von Richtwerten der Gießerei. Die Auslegung ist deshalb von großen Sicherheitsaufschlägen mit den daraus resultierenden Nachteilen bezüglich Kosten, Gewicht, Modellerstellung und Gestaltungsfreiheit geprägt. Deshalb ist der Herstellprozess des Werkzeugs unter Berücksichtigung der Anforderungen an die Betriebsfestigkeit intensiv zu untersuchen. Zusätzlich steht der Umformprozess im Fokus. Wichtige Punkte sind vor allem die uneinheitlich auftretende Flächenpressung durch den Umformprozess und der daraus resultierende inhomogene Wärmeübergang auf das Werkzeug. Hieraus ergeben sich die notwendige Kühlleistung des Werkzeugs und die Kühlstrategie des Prozesses. Durch die Kombination dieser beiden Untersuchungen, Fertigungsbetrachtung und Prozessbetrachtung, kann das Umformwerkzeug in iterativen Schleifen optimiert und auf den Warmumformvorgang abgestimmt werden.