Industrie-Lexikon

Tiefziehen

Tiefziehen ist nach DIN 8584 das Zugdruckumformen eines Blechzuschnitts (auch Ronde, Folie, Platte, Tafel oder Platine genannt) in einen einseitig offenen Hohlk├Ârper oder eines vorgezogenen Hohlk├Ârpers in einen solchen mit geringerem Querschnitt ohne gewollte Ver├Ąnderung der Blechdicke. Ein runder Zuschnitt wird auch Ronde genannt.

Das Tiefziehen z├Ąhlt zu den bedeutendsten Blechumformverfahren und wird sowohl in der Massenfertigung als auch in Kleinserien eingesetzt, wie beispielsweise in der Verpackungs- und Automobilindustrie, f├╝r Hochdruck-Gaskapseln sowie im Flugzeugbau.

Thermoformen bei Kunststoffen wird umgangssprachlich oft Tiefziehen genannt, kann jedoch nicht mit dem Tiefziehen von Metallen verglichen werden. Beim Tiefziehen rutscht Material nach, eine Wanddicken├Ąnderung ist nicht vorgesehen. Wanddicken├Ąnderungen gibt es nur beim Abstrecktiefziehen, hier ist der Boden dicker als die Wand, da der zuerst tiefgezogene Napf anschlie├čend durch Abstreckringe gezogen wird.(Beispiel: Herstellung von Getr├Ąnkedosen).

Das Tiefziehen l├Ąsst sich in drei Bereiche unterteilen:
- Tiefziehen mit Formwerkzeugen (Ziehring, Stempel und Blechhalter)
- Tiefziehen mit Wirkmedien (Gase, Fl├╝ssigkeiten)
- Tiefziehen mit Wirkenergie (z. B. Hochgeschwindigkeitsumformen)

Tiefziehen mit Werkzeugen
Das klassische und bevorzugte Verfahren ist Tiefziehen mit starren Werkzeugen aus dem Werkzeugbau. Zum Tiefziehen werden hier Pressen verwendet. Die zur Umformung notwendige Pressenkraft wird mit Hilfe eines Pr├Ągestempels auf den Boden des zu fertigenden Tiefziehteiles ├╝ber die Bodenrundung und dem Seitenteil (Flansch) in den eigentlichen Umformbereich (Bereich zwischen Ziehring und Niederhalter) geleitet. Die Umformung erfolgt durch radiale Zugspannung und dadurch bewirkte tangentiale Druckspannungen. Durch die Druckspannungen erfolgt eine Durchmesserreduzierung, etwa bei einer Ronde (rundes Blech). Durch die radialen Zugspannungen im Umformbereich wird eine Blechverdickung vermieden. Der Niederhalter soll dabei eine Faltenbildung durch das Aufstauchen vermeiden.

Mit dem Stempel wird der Blechzuschnitt durch den Ziehring (auch Matrize genannt) gedr├╝ckt. Der Niederhalter verhindert die Bildung von Falten am Ziehteil. Es werden auch Ziehleisten und Ziehw├╝lste / Ziehsicken verwendet, um die Wirkung der Niederhalter zu verbessern.

Die Kanten von Stempel und Ziehring m├╝ssen abgerundet sein, da sonst das Blech rei├čen w├╝rde. Falls die Rundungen zu gro├č sind, kann das Blech am Ende des Zuges nicht mehr durch den Niederhalter festgehalten werden. Die Folge ist Faltenbildung. Der Positivradius des Stempels muss kleiner als der Negativradius der Matrize sein, da sonst der Stempel einschneidet.

Wenn die endg├╝ltige Ziehtiefe durch einen einzigen Zug nicht erreicht werden kann, so wird in mehreren Stufen gezogen.

Tiefziehen mit Wirkmedien
Beim hydromechanischen Tiefziehen ersetzt ein druckreguliertes Wasserkissen die Matrize. Der absinkende Stempel des Werkzeugoberteils presst die Blechplatine an ein Wasserkissen, zieht sie beim Eintauchen mit sich und bringt so exakt die gew├╝nschte Geometrie auf das Ziehteil auf.

Aufgrund der verteilten Pressung des Blechs an den Stempel durch das Wirkmedium verschiebt sich die Lage des kritischen Ziehbereichs vom Werkst├╝ckboden hin zum Ziehradius. Daher lassen sich h├Âhere Ziehverh├Ąltnisse als beim klassischen Ziehverfahren realisieren, und das bei geringeren Herstellungskosten aufgrund des relativ kleinen Bauraums. Die erreichbaren Pressenkr├Ąfte sind jedoch geringer als bei herk├Âmmlichen Anlagen, weshalb sich nur eine beschr├Ąnkte Auswahl an Blechteilen mit dieser Technologie fertigen l├Ąsst.

Beim Explosivumformen und dem artverwandten Hydrosparkverfahren wird statt des langsamen Druckanstieges ein Druckimpuls im Wasser ausgel├Âst. Beim Hydrosparkverfahren geschieht das nicht durch Sprengstoff, sondern durch eine elektrische Entladung im Wasser  . Die Presskr├Ąfte sind hier nicht begrenzt und die hohe Umformgeschwindigkeit gestattet auch die Bearbeitung schwieriger Werkstoffe wie Titan- und Zirkonlegierungen.

Tiefziehen mit Wirkenergie
Einziges Verfahren ist die Magnetumformung, bei der der Impuls durch magnetische Kr├Ąfte direkt im Blech erzeugt wird. Umformbar sind nur elektrisch gut leitf├Ąhige Bleche oder man umh├╝llt das Werkst├╝ck mit einem solchen.

Effekte beim Tiefziehen
Beim Tiefziehen zeigt das Werkst├╝ck verschiedene Effekte. Im Wesentlichen kommt es zur Versetzungsbewegung, was zu Festigkeitsver├Ąnderungen f├╝hren kann. Anisotrope (richtungsabh├Ąngige) Werkstoffeigenschaften beeinflussen zum einen die Tiefziehqualit├Ąt und zum anderen das Bauteilverhalten. Dies l├Ąsst sich nachweisen, indem man die verschiedenen Kr├Ąfte misst, die n├Âtig sind, ein Wandst├╝ck aus einem Tiefziehteil (z. B. Joghurtbecher) zu zerrei├čen: Kunststoffe werden in Richtung der Dehnung gestreckt, deren Makromolek├╝le richten sich teilweise parallel zueinander in Richtung der Kraft aus. Bei teilkristallinen Kunststoffen wird dadurch auch der Grad der Kristallinit├Ąt erh├Âht.

Ein teilweise gew├╝nschter Effekt ist der Aufbau von latenten Spannungen durch Versetzungsbewegung im Werkst├╝ck (Kaltverfestigung bei Metallen).

Beispiele f├╝r klassische Tiefziehteile sind Kfz-Karosserieteile, wobei beim Karosserieteil fast immer eine Kombination aus dem klassischen Tiefziehen und dem Streckziehen zur Anwendung kommt. Man nennt diese Kombination deshalb auch Karosserieziehen.
Quelle: Wikipedia

 

 

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