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Industrie-Lexikon

Tiefziehen

Tiefziehen ist nach DIN 8584 das Zugdruckumformen eines Blechzuschnitts (auch Ronde, Folie, Platte, Tafel oder Platine genannt) in einen einseitig offenen Hohlkörper oder eines vorgezogenen Hohlkörpers in einen solchen mit geringerem Querschnitt ohne gewollte Veränderung der Blechdicke. Ein runder Zuschnitt wird auch Ronde genannt.
Das Tiefziehen z√§hlt zu den bedeutendsten Blechumformverfahren und wird sowohl in der Massenfertigung als auch in Kleinserien eingesetzt, wie beispielsweise in der Verpackungs- und Automobilindustrie, f√ľr 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 Wanddickenänderung ist nicht vorgesehen. Wanddickenänderungen gibt es nur beim Abstrecktiefziehen, hier ist der Boden dicker als die Wand, da der zuerst tiefgezogene Napf anschließend durch Abstreckringe gezogen wird.(Beispiel: Herstellung von Getränkedosen).
Das Tiefziehen l√§sst sich in drei Bereiche unterteilen:
- Tiefziehen mit Formwerkzeugen (Ziehring, Stempel und Blechhalter)
- Tiefziehen mit Wirkmedien (Gase, Fl√ľssigkeiten)
- 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√§gestempels auf den Boden des zu fertigenden Tiefziehteiles √ľber 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√ľckt. Der Niederhalter verhindert die Bildung von Falten am Ziehteil. Es werden auch Ziehleisten und Ziehw√ľlste / Ziehsicken verwendet, um die Wirkung der Niederhalter zu verbessern.
Die Kanten von Stempel und Ziehring m√ľssen abgerundet sein, da sonst das Blech rei√üen w√ľrde. Falls die Rundungen zu gro√ü 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√ľltige 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√ľnschte 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√ľckboden hin zum Ziehradius. Daher lassen sich h√∂here Ziehverh√§ltnisse als beim klassischen Ziehverfahren realisieren, und das bei geringeren Herstellungskosten aufgrund des relativ kleinen Bauraums. Die erreichbaren Pressenkr√§fte sind jedoch geringer als bei herk√∂mmlichen Anlagen, weshalb sich nur eine beschr√§nkte Auswahl an Blechteilen mit dieser Technologie fertigen l√§sst.
Beim Explosivumformen und dem artverwandten Hydrosparkverfahren wird statt des langsamen Druckanstieges ein Druckimpuls im Wasser ausgelöst. Beim Hydrosparkverfahren geschieht das nicht durch Sprengstoff, sondern durch eine elektrische Entladung im Wasser . Die Presskräfte 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√§fte direkt im Blech erzeugt wird. Umformbar sind nur elektrisch gut leitf√§hige Bleche oder man umh√ľllt das Werkst√ľck mit einem solchen.
Effekte beim Tiefziehen
Beim Tiefziehen zeigt das Werkst√ľck verschiedene Effekte. Im Wesentlichen kommt es zur Versetzungsbewegung, was zu Festigkeitsver√§nderungen f√ľhren kann. Anisotrope (richtungsabh√§ngige) Werkstoffeigenschaften beeinflussen zum einen die Tiefziehqualit√§t und zum anderen das Bauteilverhalten. Dies l√§sst sich nachweisen, indem man die verschiedenen Kr√§fte misst, die n√∂tig sind, ein Wandst√ľck aus einem Tiefziehteil (z. B. Joghurtbecher) zu zerrei√üen: Kunststoffe werden in Richtung der Dehnung gestreckt, deren Makromolek√ľle richten sich teilweise parallel zueinander in Richtung der Kraft aus. Bei teilkristallinen Kunststoffen wird dadurch auch der Grad der Kristallinit√§t erh√∂ht.
Ein teilweise gew√ľnschter Effekt ist der Aufbau von latenten Spannungen durch Versetzungsbewegung im Werkst√ľck (Kaltverfestigung bei Metallen).
Beispiele f√ľr 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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