Simulationsgestützte Entwicklung eines adaptiv-elastischen Niederhalters mit zentraler Krafteinleitung zur Steuerung des Werkstoffflusses beim Tiefziehen

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Die Produktqualität und die Prozesssicherheit beim Tiefziehen hängen wesentlich von den lokalen Flächenpressungen im Flanschbereich des tiefgezogenen Bauteils ab. Um eine optimierte Verteilung der Flächenpressung zu erzielen, werden verschiedene Niederhalterkonzepte angewandt. Bisherige Werkzeuge sind technisch aufwendig und weisen funktionelle Einschränkungen auf.Das Ziel dieses Antrags ist es daher, ein innovatives Niederhalterkonzept mit Hilfe der FEM-Simulation auszulegen und hinsichtlich einer Erweiterung der Prozessgrenzen beim Tiefziehen zu optimieren. In den geplanten Versuchen wird das Werkzeug erprobt. Anschließend erfolgt die Kalibrierung und Validierung der FEM-Simulation durch den Abgleich mit Versuchsergebnissen.Das neuartige Werkzeug basiert auf einer gelenkartigen Niederhalterstruktur mit lokal einstellbarer Steifigkeit. Die massive Niederhalterplatte (konventioneller starrer Niederhalter) wird mit Nuten in Quer- und Längsrichtung segmentiert. Im Unterschied zu ähnlichen Niederhaltergeometrien sind dabei die einzelnen Segmente unabhängig voneinander aktivierbar, was sich positiv im Sinne geringer gegenseitiger Beeinflussung auswirkt. Das flexible Konzept ermöglicht durch die optimierte Anpassung der prozessspezifischen Flächenpressung im Flanschbereichen des Ziehteils eine erhöhte Bauteilqualität und eine Erweiterung der Prozessgrenzen.