Grundlegendes Prozessverständnis zur Herstellung von Bauteilen mit texturierten Oberflächen durch Mikroprägen in einem kombinierten Umformprozess

Description

Durch die steigende Nachfrage nach Bauteilen mit hoher Funktionsdichte gewinnen metallische Komponenten mit texturierter Oberfläche an Bedeutung. Texturierte Oberflächen sind häufig aus der Natur inspiriert und können verschiedene Funktionen wie eine reduzierte Reibung oder eine angepasste Benetzbarkeit bereitstellen.

Konventionelle Herstellungsverfahren solcher Bauteile geraten durch lange Prozesszeiten und hohe Fertigungskosten bisweilen an ihre Grenzen. Im Rahmen dieser Arbeit wird daher ein kombiniertes Umformverfahren untersucht, das die Herstellung von Bauteilgrundkörpern mit der Texturierung der Oberfläche in einem ressourceneffizienten Prozess verbindet. Die Zielsetzung der Arbeit ist die Erarbeitung eines grundlegenden Prozessverständnisses der umformtechnischen Fertigung dünnwandiger Komponenten mit mikrogeprägten Strukturen in einem einstufigen Verfahren. Die Prozessanalyse erfolgt anhand der Untersuchung von bauteil- und prozessspezifischen Herausforderungen sowie der anschließenden Ableitung von Grenzen der Formgebung. Eine systematische Einflussanalyse zudem Aufschluss über die Wirkmechanismen der Prozesskombination. Darauf basierend werden Methoden zur Erweiterung der Prozessgrenzen erarbeitet und bereitgestellt. Im Hinblick auf den industriellen Einsatz wird das werkzeugseitige Verschleißverhalten in der Fertigung großer Stückzahlen untersucht. Aus den erzielten Erkenntnissen werden anwendungsnahe Empfehlungen für kombinierte Texturierungsprozesse abgeleitet.