Abstract
The performance of technological surfaces can be optimized via tailored characteristics according to their specific field of usage. These high performance surfaces are needed for the new technology of Sheet-Bulk Metal Forming (SBMF), which is a combination of sheet metal and bulk forming operations. Due to the high surface loads of bulk forming operations, tool surfaces need to be capable to withstand high stress states. Additional to a high wear resistance, the friction coefficient of these surfaces is an important criterion for the material flow of the sheet material. Surface characteristics can be adjusted by using technologies such as high-feed and micromilling processes resulting in different friction coefficients optimizing functional performance of the tools. In dependency of these different manufacturing processes, different residual stresses are induced into the subsurface of the forming tool. Reliability of residual stress measurements via X-ray diffractometry for microstructured surfaces produced through high-feed milling and micromilling is investigated.
Kurzfassung
Technologische Oberflächen benötigen in Abhängigkeit ihres Einsatzfeldes funktionale Eigenschaften. Eine neue Technologie, bei der spezielle Oberflächeneigenschaften benötigt werden, ist die Blechmassivumformung (BMU), die eine Kombination aus Blech- und Massivumformvorgängen darstellt. Aufgrund der hohen Flächenbelastungen, die bei der Massivumformung vorkommen, müssen die Werkzeugoberflächen großen Belastungen standhalten. Ein weiteres wichtiges Kriterium ist der Reibkoeffizient der Oberflächen, welcher maßgeblich für den Materialfluss des Blechs verantwortlich ist. Durch die Verwendung von Hochvorschub- und Mikrofräsprozessen können die Eigenschaften der Oberflächen variiert und gezielt der Aufgabe angepasst werden. Die unterschiedlich hergestellten Oberflächencharakteristiken resultieren, abhängig von ihrem Herstellungsprozess, in unterschiedlichen Eigenspannungszuständen in der Werkzeugrandzone. Aufgrund der geometrischen Komplexität gestaltet sich die Analyse solcher Oberflächenmikrostrukturen als schwierig und wurde aufgrund dessen bisher nicht ausreichend untersucht. In diesem Beitrag wird sowohl das Messverfahren von Randzoneneigenspannung an komplexen Oberflächen mittels Röntgendiffraktometrie als auch die unterschiedliche Beeinflussung der Randzone in Abhängigkeit des Fertigungsprozesses diskutiert.
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