Falten bei Tiefziehteilen nach Zeichnung entstehen, wenn das Blech unter Druckspannungen ausknickt. Im Flansch wird der Umfang beim Einziehen kleiner. Der Niederhalter muss diese Instabilität begrenzen und zugleich den Materialeinzug zulassen. „Der Materialfluss ist zu schnell“ reicht als Ursachenbeschreibung deshalb nicht aus.
Für die Fehlersuche werden zunächst Ort und Zeitpunkt der Faltenbildung erfasst. Danach lassen sich Niederhalter, Werkzeuggeometrie, Werkstoff und Schmierung gezielt prüfen. Nach einer Änderung gehören auch Risse, lokale Wanddicke und betroffene Funktionsmaße in die Bewertung.
Hauptursachen für Faltenbildung
Eine Falte am noch nicht eingezogenen Flansch verlangt eine andere Untersuchung als eine Welle in der Bauteilwand. Halten Sie fest, ob das Merkmal nach dem ersten Ziehen, einem weiteren Ziehschritt oder erst nach einer Folgeoperation sichtbar wurde. Eine Aufnahme des fertigen Teils allein kann diese Reihenfolge nicht belegen.
Unzureichende oder ungleichmäßige Niederhalterkraft
Bei einem Ziehnapf wirken im Flansch tangentiale Druckspannungen. Reicht die Abstützung durch den Niederhalter nicht aus, kann sich das Blech aufwerfen. Bereits entstandene Flanschfalten können beim weiteren Einzug in den Ziehspalt gelangen. Dort können sie klemmen und die Belastung erhöhen, bis zusätzlich Risse auftreten.
Eine höhere Niederhalterkraft kann Flanschfalten unterdrücken, erhöht aber auch den Reibungswiderstand beim Einziehen. Zu starke Rückhaltung kann das Nachfließen behindern und Risse begünstigen. Deshalb werden nach einer Kraftänderung Falten und Risse gemeinsam beurteilt. Die Kraft der Presse und die tatsächliche Niederhalterkraft sind dabei getrennte Größen; eine Anzeige der Gesamtpressenkraft beschreibt nicht automatisch die lokale Haltewirkung.
Ungünstige Werkzeug- und Prozessparameter
Prüfen Sie die Lage der Falte zur Ziehkante, zum Niederhalter und zu den noch frei liegenden Blechbereichen. Bei Wandfalten gehören insbesondere Werkzeugführung, Ziehspalt und die Abstützung des betroffenen Bereichs in die Untersuchung. Eine Falte in der Wand beweist für sich allein keine zu geringe Niederhalterkraft.
Radien, Zuschnitt, Ziehsicken und Einzug beeinflussen sich gegenseitig. Eine Änderung an einem dieser Punkte kann den Zustand an anderer Stelle verschlechtern. Es gibt deshalb keinen für alle Tiefziehteile gültigen Matrizenradius oder eine allgemeine Ziehsickenhöhe, mit denen Falten sicher verschwinden. Solche Abmessungen müssen zur Geometrie, Blechdicke, Werkstoffumformbarkeit und vorgesehenen Ziehfolge passen.
Material- und Anlagenzustand
Vergleichen Sie die Materialbezeichnung, den Lieferzustand, die Blechdicke und die Materialcharge mit den Angaben eines zuvor akzeptierten Teils. „Gleiches Aluminium“ oder „gleicher Edelstahl“ reicht für diesen Vergleich nicht aus. Änderungen von Zuschnittlage, Schmiermittelmenge, Werkzeugkontakt oder Kraftverteilung werden ebenfalls erfasst, soweit sie für den konkreten Prozess relevant sind.
Ein weicher Werkstoff ist nicht automatisch die Ursache der Faltenbildung. Die Bewertung hängt von Materialeigenschaften, Geometrie und Belastung ab. Auch ein Vergleich der Niederhalterkraft mit einem Vielfachen der Streckgrenze liefert keinen gültigen Einstellwert: Kraft wird in Newton angegeben, Streckgrenze ist eine Spannung. Für eine belastbare Berechnung sind ein passendes Modell und die zugehörigen Eingaben erforderlich.
Wellenförmige Unterschiede der Randhöhe können außerdem zur Zipfelbildung und Beschnittplanung gehören. Lassen Sie das Fehlerbild vor einer Werkzeugänderung zuordnen. So wird eine Randhöhenabweichung nicht versehentlich nach einer Anleitung zur Faltenunterdrückung behandelt.
Lösungen zur Vermeidung von Falten
Für einen Korrekturversuch werden Ausgangszustand, geänderte Einstellung und Prüfergebnis zusammen festgehalten. Das ermöglicht einen Vergleich mit dem vorherigen Zustand. Ein optisch glatteres Teil ist noch kein Nachweis, dass alle Anforderungen der Zeichnung erfüllt sind.
Optimierung der Niederhalterkraft und Werkzeuggeometrie
Das verantwortliche Prozessteam prüft die wirksame Rückhaltung im betroffenen Bereich: Niederhalterkontakt, Kraftverteilung und Kraftverlauf sowie die zugehörigen Werkzeugflächen. Eine pauschale Anweisung, die Kraft bis zum Verschwinden der Falten zu erhöhen, lässt das Risiko einer übermäßigen Rückhaltung offen. Prüfen Sie bei jedem vereinbarten Versuch daher auch die Stellen, an denen Risse oder starke Ausdünnung auftreten könnten.
Werkzeugradien und Ziehspalt werden anhand der tatsächlichen Werkzeugdaten geprüft. Eine Radiuskorrektur wird nicht allein aus der sichtbaren Falte abgeleitet. Vereinbaren Sie vor einer Werkzeugänderung, wer sie freigibt und welche Teile anschließend erneut bemustert werden. Einkauf und Qualität benötigen die dokumentierte Änderung sowie deren Auswirkung auf die vereinbarten Merkmale; die Prozessauslegung übernimmt das zuständige Fachpersonal.
Anpassung des Ziehprozesses
Bei einer Änderung von Ziehsicken, Zuschnitt oder Ziehfolge muss nachvollziehbar bleiben, welche Maßnahme im Versuch umgesetzt wurde. Soweit die Untersuchung es zulässt, werden Änderungen einzeln bewertet. Müssen mehrere Punkte gemeinsam geändert werden, wird diese Kombination vollständig beschrieben. Sonst lässt sich ein besseres Ergebnis später keiner bestimmten Einstellung zuordnen.
Mehrstufiges Ziehen ist eine mögliche Prozessroute, die zur Bauteilgeometrie und zum Werkstoff passen muss. Es ist keine allgemeine Garantie gegen Falten. Zusätzliche Schritte ändern auch die Zustände, in denen das Teil geprüft wird. Definieren Sie deshalb, nach welcher Operation Flansch und Wand betrachtet werden und welche späteren Schritte die betroffenen Bereiche noch verändern.
Material- und Anlagenkontrolle
Bewahren Sie ein identifiziertes Teil aus dem beanstandeten Zustand und die Teile des Korrekturversuchs auf. Teilenummer, Zeichnungsrevision, Fertigungslos, Materialcharge und Entnahmestelle gehören zum Vergleich. Fotos benötigen eine eindeutige Zuordnung und eine erkennbare Aufnahmerichtung. Ergänzen Sie den Zustand des Teils, etwa nach dem Ziehen oder nach dem Beschnitt und der Reinigung.
In der folgenden Prüfliste werden die Beobachtung und die Freigabeentscheidung getrennt erfasst. Die Liste ist eine Vorlage für die Projektabstimmung; sie legt keine allgemein zulässige Faltenhöhe und keine feste Stichprobe fest.
| Prüfpunkt | Vor der Freigabe festhalten |
|---|---|
| Falte | Lage, betroffene Fläche, erstmals beobachtete Operation und Vergleich zum Ausgangsteil |
| Riss und Wanddicke | Betroffene Zonen und vereinbarte Prüfung; keine Freigabe allein nach glatterer Oberfläche |
| Funktionsmaße | Zeichnungsmerkmale, Bezug und vereinbarter freier oder gespannter Prüfzustand |
| Entscheidung | Ergebnis je Merkmal, verbleibende Abweichung, verantwortliche Person und Freigabestand |
Die Wanddickenprüfung von Tiefziehteilen benötigt festgelegte Messstellen. Für rein optische Oberflächenspuren können ergänzend Sichtprüfung und Grenzmuster vereinbart werden. Ein optisch akzeptiertes Muster ersetzt jedoch keine geforderten Maße oder Funktionsprüfungen.
Häufige Fragen zur Faltenbildung bei Tiefziehteilen
Reicht es, die Niederhalterkraft zu erhöhen?
Bei Tiefziehteilen kann eine höhere Niederhalterkraft Flanschfalten unterdrücken. Gleichzeitig kann stärkere Rückhaltung das Nachfließen erschweren und Risse begünstigen. Die Änderung muss deshalb am konkreten Werkzeug und Werkstoff geprüft werden. Faltenbild, Risse, lokale Wanddicke und betroffene Funktionsmaße werden nach dem vereinbarten Prüfumfang gemeinsam bewertet.
Ist jede wellige Randhöhe eine Falte?
Bei Tiefziehteilen können unterschiedliche Randhöhen auch durch Zipfelbildung entstehen. Für die Zuordnung werden Randprofil, Faltenlage und Zustand nach der jeweiligen Operation untersucht. Die Beschnittplanung behandelt die verfügbare Fertighöhe. Eine sichtbare Höhenabweichung allein rechtfertigt daher noch keine Änderung der Niederhalterkraft zur vermeintlichen Faltenbeseitigung.
Gibt es eine allgemeine zulässige Faltenhöhe?
Für Tiefziehteile ergibt sich die zulässige Abweichung aus der vereinbarten Zeichnung, Funktion und Prüfvorgabe. Eine Falte auf einer Dichtfläche kann anders bewertet werden als ein Merkmal in einer später entfernten Randzone. Ohne festgelegte Prüfzone und Lieferzustand lässt sich keine allgemeine Faltenhöhe als Annahmekriterium verwenden.
Was braucht der Lieferant für eine Ursachenprüfung?
Für Tiefziehteile benötigt der Lieferant die gültige Zeichnungsrevision, Werkstoff und Lieferzustand, Blechdicke sowie eindeutig zugeordnete Teile und Fotos. Hinzu kommen die betroffene Operation und verfügbare Angaben zu Materialcharge oder Prozessänderungen. Ein Vergleich mit einem zuvor akzeptierten Teil unterstützt die Untersuchung, beweist aber allein noch keine Ursache.
Tiefziehteile mit dokumentiertem Fehlerbild anfragen
Ich beginne bei einer Beanstandung mit dem Fehlerbild und dem Zeichnungsstand. Für eine Anfrage an Kailai senden Sie die betroffenen Zonen, Materialangaben und den gewünschten Lieferzustand über die Kontaktseite. Welche Untersuchung, Nachweise oder Bemusterung zum Lieferumfang gehören, wird anhand des konkreten Projekts geklärt.
Technische Quellen und Bildnachweise
- AutoForm: Tiefziehverfahren und Werkzeugfunktionen.
- 4Ming: Ziehfehler und Einflussgrößen.
- Chen, Carter und Korkolis: Flange Wrinkling in Deep-Drawing, 2022. Originale Abb. 1 unter CC BY 4.0; keine Veränderungen. Die Versuchsaufnahmen stammen von den Autoren, nicht aus der Kailai-Fertigung.
Metallgehäuse und Maßprüfung: Kailai-Bildbestand. Das Gehäuse ist eine Bauteilansicht ohne dokumentierten Fehlerbefund. Diagnose- und Freigabekarten: eigene schematische Darstellungen ohne Messdaten oder vorgegebene Prozesswerte.