title: Grundlagenwissenschaftliche Untersuchungen zum Kaltfließpressen kleinster metallischer Pin-Strukturen aus der Blechebene
title: Fundamental investigations of cold extrusion processes from sheet metal for the production of small metallic pin structures
Creators: name: Kraus, Martin
Publisher: name: FAU University Press
Year: 2024
Subjects: subject: Mikroumformtechnik
subject: Blechmassivumformung
subject: Pin
subject: Werkstofffluss
subject: Blech
subject: Massivumformung
subject: Prozessstabilität
subject: Mikrobauteil
subject: Größeneffekte
subject: DDC Classification::6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::62 Ingenieurwissenschaften::620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Bereiche
subject: DDC Classification::6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::60 Technik::600 Technik und Technologie

description: Parallel erschienen als Druckausgabe bei FAU University Press, ISBN: 978-3-96147-757-9
description: 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.
description: The miniaturization of products while simultaneously integrating multiple functions is a current global trend aimed at saving weight, space, materials, and costs. Every year, billions of metallic microparts are produced, and the tendency is on the rise. Forming processes offer technological, economic, and ecological advantages over other manufacturing methods when it comes to mass production. However, as parts are reduced to the micro-scale, size effects emerge, which can negatively impact forming, process stability, handling, and tool wear. Multi-stage cold extrusion from the sheet plane can mitigate the effects of these size-related issues, but complex material flow also introduces challenges. Thus, the goal of this study was to establish a fundamental understanding of the process to assist engineers in optimization and support the transition to industrial applications. The investigations in this study demonstrated that multi-stage forming allows significantly more delicate pin structures to be produced from the sheet plane. Furthermore, it was shown that selecting suitable process, workpiece, and tool parameters can significantly increase material utilization. The recommended actions for process optimization and the proposed application possibilities are intended to make the process more efficient and sustainable in industrial production.