Grundlagenwissenschaftliche Untersuchungen zum Kaltfließpressen kleinster metallischer Pin-Strukturen aus der Blechebene

Die Miniaturisierung von Produkten bei gleichzeitiger Integration mehrerer Funktionen ist ein aktueller globaler Trend, um Gewicht, Platz, Material und Kosten zu sparen. Jedes Jahr werden Milliarden metallische Mikrobauteile produziert, und die Tendenz steigt. Umformtechnische Verfahren bieten bei der Massenproduktion technologische, wirtschaftliche und ökologische Vorteile gegenüber anderen Fertigungsverfahren. Bei der Verkleinerung in den Mikrobereich treten jedoch Größeneffekte auf, welche die Formgebung, die Prozessstabilität, die Handhabung und die Werkzeugbeanspruchung negativ beeinträchtigen können. Das mehrstufige Kaltfließpressen aus der Blechebene kann die Auswirkungen der Größeneffekte mindern, aber der komplexe Materialfluss bringt auch Herausforderungen mit sich. Daher war es das Ziel dieser Arbeit, ein grundlegendes Verständnis für den Prozess zu schaffen, um Ingenieuren bei der Optimierung zu helfen und den Übergang zu industriellen Anwendungen zu unterstützen. Im Rahmen der Untersuchungen dieser Arbeit konnte nachgewiesen werden, dass durch die mehrstufige Umformung wesentlich filigranere Pin-Strukturen aus der Blechebene hergestellt werden können. Zudem wurde aufgezeigt, dass durch die Auswahl geeigneter prozess-, werkstück-, und werkzeugseitiger Einflussparameter die Materialausnutzung erheblich gesteigert werden kann. Die gemachten Handlungsempfehlungen zur Prozessoptimierung und dargelegten Anwendungsmöglichkeiten sollen dazu beitragen, das Verfahren in der industriellen Produktion effizienter und nachhaltiger zu gestalten.