Tiefziehverfahren

Das Tiefziehen ist ein Verfahren in der Fertigungstechnik, was ein Herstellen von Kunsstoff- und Metallteilen in Form von Hohlkörpern relativ einfach ermöglicht. Im Grunde ähnelt das Tiefziehen in seinen Abläufen dem Stanzen. Daher passt es auch, dass beide Verfahren der Hauptgruppe 2 des Umformens zugeordnet sind. Nach DIN 8580 ist das Umformen wie folgt definiert: Fertigen eines festen Körpers durch Ändern der Form im bildsamen (plastischen) Zustand. Der Stoff fließt in der Umformzone; Masse und Zusammenhalt werden beibehalten. Beim Tiefziehen unterteilt man zwei prinzipielle Tiefziehverfahren. Das klassische Verfahren ist das Tiefziehen mit Werkzeugen. Hierbei werden starre Werkzeuge aus dem Werkzeugbau verwendet. Mit Hilfe von Pressen werden die Tiefziehvorgänge durchgeführt. Das zu bearbeitende Werkstück wird in einer Haltevorrichtung auf eine so genannte Ziehmatrize gespannt. Nach der Fixierung presst ein Stempel von oben das Werkstück in die gewünschte Form. Die technisch korrekte Ausdrucksweise des Vorgangs ist: Material wird durch Stauchen verdrängt. Das dies nicht unbegrenzt geht ist klar, denn bei aller Einfachheit muss die Wandstärke des Bauteils beachtet werden. Geschiet das nicht entstehen Risse im Werkstück. Das zweite Verfahren, ist das hydromechanische Tiefziehen. Anstelle eines Stempels wirkt hier ein Wasserkissen von unten auf das Werkstück ein. Bei diesem Verfahren können Werkstücke genauer gefertigt werden. Die absoluten Ziehverhätnisse sind bei diesem Verfahren größer. Allerdings wird dieses Verfahren nicht flächendeckend eingesetzt, da der Aufbau der Anlage komplizierter ist und die Anlage nicht so hohe Drücke leisten kann. Das Zeitalter der programmierbaren Steuerungen über so genannte SPS Geräte, macht einen einfachen Ablauf und eine hohe Produktivität möglich. Durch beliebig viele verschiedene Programme in der SPS können auch in einer Produktionslinie unterschiedliche Bauteile gleichzeitig gefertigt werden. Beim klassischen Tiefziehverfahren gehen die Wartungskosten praktisch gegen null. So lange die Matrize und der Stempel nicht abgenutzt sind funktioniert die Anlage mit großer Präzision. Eine exakt programmierte Anlage kann problemlos eine vierundzwanzig Stunden Schicht leisten. Die technischen Effekte des Tiefziehens sind während des Verfahrens unterschiedlich. Hauptsächlich werden die Moleküle im Werkstück gegeneinander verschoben. Diese Verschiebung führt zu Änderungen in der Festigkeit. Diese richtungsabhängigen Moleküle, fachlich Anisotrope, beeinflussen das Bauteilverhalten. Diese Eigenschaften lassen sich beispielsweise bei Zerreißproben feststellen und dokumentieren. Deshalb müssen bei der Planung diese Phänomene mit eingeplant werden und die Belastungsrichtung entsprechend ausgelegt werden. Das bei unsachgemäßer Beanspruchung ein Schaden entsteht, ist wie bei jedem anderen Fertigungsverfahren ebenso klar wie die Tatsache das nach dem Tiefziehen auch weitere Veredelungen und Prozesse das Werkstück stabilisieren können. Eine weitere Art des Tiefziehens ist das so genannte Karosserieziehen. Hier muss allerdings erwähnt werden, dass es sich bei diesem Verfahren nicht um ein reines Tiefziehverfahren handelt. Dieses Verfahren ist eine Kombination aus dem Streckziehen und dem Tiefziehen. Trotzallem werden diese Kraftfahrzeugteile dem klassichen Tiefziehen zugeordnet. Um nochmal auf das klassische Tiefziehen zurück zu kommen; es gibt beim Tiefziehen die Möglichkeit einer Kaltverformung, als auch der Warmverformung. Die Warmverformung wird bei Kunststoffteilen eingesetzt. Da das Werstück beim Kaltverformen sonst brechen würde. Beim Warmverformen entsteht ein gewisser Fluss der es ermöglicht, das sKunsstoffteil in die geünschte Form zu ziehen. Bei Joghurtbechern kann man auch gut die Wanddickenveränderung beobachten. Meist sind die tiefsten Stellen des Bechers, also der Boden, im Vergleich zum oberen Rand sehr dünn und instabil. Diese Fakten beweißt ein herunterfallen des Bechers. Ein Becher reißt immer im unteren Bereich ein, dagegen bleibt der obere Teil intakt. Sollte der Rand zerstört werden, so reißt dieser nicht, er platzt oder bricht ab. Ein Reißen ist nur bei dünnen Wandstärken erkennbar. Bei Metallen wird sich dieser Effekt zusätzlich zu Nutzen gemacht, wenn ein gewisses Werkstück einige künstliche Spannungen benötigt. Dies macht man zum Beispiel um Materialien einen geplanten Zerstörungsverlauf mit zu geben. Bei Unfällen mit dem Kraftfahrzeug ist dies für die Sicherheit von immensem Vorteil.