Reduzierung des Treppenstufeneffekts bei aus Blechlamellen geschichteten Werkzeugen mittels additiver und umformtechnischer Nachbearbeitung

Mit dem Ziel der Werkzeugauslegung wird ein auf der Balkentheorie basierendes semi-analytisches Modell für laminierte Blechwerkzeuge entwickelt. Es werden Festigkeit und Härte der einzelnen Kehlnähte an unterschiedlichen Blechdicken untersucht. Danach werden die auftretenden „Treppenstufen“, die aufgrund der Schichtung der Blechlamellen variieren können, durch Laserpulverauftragschweißen mit unterschiedlichen Aufbaustrategien und Prozessparametern aufgefüllt und die Oberfläche, Härte und Eigenspannung der Schweißnähte untersucht. Der Einfluss der Anfangstemperatur des Substrats auf die mechanischen Eigenschaften der Schweißnähte werden untersucht. Die Rauheit der Oberflächen wird durch inkrementelles Glattwalzen eingeebnet. Die Ergebnisse werden anschließend auf ein Tiefziehwerkzeug übertragen (vgl. Bild). Neben dem Energieverbrauch werden auch die Bearbeitungszeit, die CO₂-Emissionen und die Produktionskosten des kombinierten Verfahrens im Vergleich zur konventionellen Herstellungsmethode ermittelt und bewertet. Abschließend wird das gewonnene Know-how auf einen komplexen Demonstrator übertragen.