Falten

Falten entstehen, wenn Blech unter Druckspannung in der Blechebene steht und ausweichen kann. Das Material knickt dann aus der Ebene heraus. Es ist derselbe Mechanismus, der eine schlanke Säule unter Last ausknicken lässt, nur an einem dünnen Blech.

Warum im Flansch Druckspannung entsteht

Beim Tiefziehen läuft die Platine von außen nach innen in die Form. Ein Materialelement im Flansch wandert dabei auf einen kleineren Radius, der Umfang auf seiner Bahn wird also kürzer. Das Element muss sich in Umfangsrichtung stauchen, um hineinzupassen.

Diese Stauchung ist der eigentliche Vorgang beim Tiefziehen und an sich erwünscht: Sie ist der Grund, warum Material nachfließen kann, statt das Bauteil auszudünnen. Problematisch wird sie erst, wenn das Blech der Druckspannung ausweicht, statt sie aufzunehmen. Ob es ausweicht, hängt davon ab, wie gut es gehalten wird und wie schlank es im Verhältnis zur freien Länge ist: Dünnes Blech über eine große freie Fläche knickt früher aus als dickes über eine kurze.

Falten erster und zweiter Art

Falten erster Art – im Flansch

Entstehen im noch ebenen Flanschbereich, dort, wo der Niederhalter hält oder halten sollte. Typische Ursache ist eine zu geringe Klemmwirkung, eine ungleichmäßig tragende Niederhalterfläche oder ein Flanschbereich, der konstruktiv gar nicht geklemmt wird. Sie sind vergleichsweise harmlos, solange sie im Flansch bleiben und mit der Zusatzform wieder abgeschnitten werden. Gefährlich werden sie erst, wenn sie in die Zarge einlaufen.

Falten zweiter Art – in der Zarge

Entstehen in bereits umgeformten, freistehenden Bereichen, die der Niederhalter konstruktionsbedingt nicht erreicht. Sie sind die unangenehmere Form, weil sich dagegen nicht einfach „fester klemmen" lässt. Abhilfe liegt in der Geometrie: in einer veränderten Zusatzform, einer anderen Ziehrichtung oder einer zusätzlichen Operation.

Warum Falten doppelt schaden

Eine Falte ist nicht nur ein optischer Mangel. Läuft sie über die Ziehkante in die Zarge, wird sie dort flachgedrückt. Das hat drei Folgen:

• Abdrücke im Bauteil. Das flachgedrückte Material hinterlässt eine Spur, die in Sichtflächen nicht zulässig ist und die auch nach dem Lackieren sichtbar bleibt.
• Werkzeugschaden. Das zusammengeschobene Material erhöht die örtliche Blechdicke. Werkzeugflächen, die auf die normale Dicke ausgelegt sind, werden dadurch örtlich stark belastet und verschleißen oder brechen aus.
• Folgefehler. Eine Falte blockiert den Materialfluss an dieser Stelle. Das Material, das dort nicht mehr nachläuft, fehlt weiter innen und erzeugt dort einen Reißer, der wie ein unabhängiges Problem aussieht.

Der Zusammenhang mit Reißern

Falten und Reißer sind die beiden Grenzen desselben Prozessfensters, und sie liegen gegenläufig: Jede Maßnahme gegen Falten – mehr Klemmwirkung, stärkere Ziehsicken – erhöht die Zugbeanspruchung im Bauteil und rückt den Prozess näher an die Reißergrenze.

Deshalb führt die Frage „wie bekomme ich die Falten weg" allein nicht weiter. Die brauchbare Frage lautet, ob zwischen beiden Grenzen überhaupt noch ein ausreichend breiter Bereich liegt. Ist er zu schmal, hilft kein Einstellen mehr; dann muss die Geometrie der Ziehanlage geändert werden.

Ansatzpunkte in der Planung

Nach absteigender Wirksamkeit und steigendem Aufwand:

• Klemmwirkung des Niederhalters. Die schnellste Stellschraube, am Ziehkissen ohne Werkzeugöffnung veränderbar, und zugleich die, die am ehesten an ihre Grenze stößt.
• Ziehsicken. Erlauben örtliche Rückhaltung genau dort, wo Falten auftreten, ohne den gesamten Flansch stärker zu klemmen.
• Zusatzform. Eine veränderte Ziehwand oder ein anderer Verlauf der Ziehkante kann die freie Länge verkürzen, über die das Blech ausknicken kann.
• Ziehrichtung. Sie bestimmt, welche Flächen überhaupt vom Niederhalter erreichbar sind. Eine Änderung wirkt stark, zieht aber die gesamte Operationsfolge nach sich und kommt praktisch nur früh in der Planung in Frage.
• Platinenform. Weniger Material im kritischen Bereich bedeutet weniger Material, das sich stauchen muss. Siehe Platinenermittlung.

Wie sich Faltenneigung vorab im Modell erkennen lässt, behandelt die Schwesterseite tiefziehsimulation.de. Diese Seite befindet sich noch im Aufbau.