Direkte Antwort: Die acht Fehler, die bei jedem Tiefziehauftrag auftreten, mit Ursache und werkzeugseitiger Abhilfe.

Wo es zu Fehlern kommt und warum die Abhilfe meist werkzeugseitig ist

Ein Ziehbecher versagt in fünf vorhersehbaren Zonen: Zipfelbildung an der Oberkante, Faltenbildung im Flansch und in der Wand, Reißen am Bodenradius, Wanddickenabnahme in der Wand und Ziehriefen an der Wand.

Nahezu jede Abhilfe in diesem Dokument ist eine Werkzeugänderung, keine Werkstoffänderung.

Deshalb ist Tiefziehwerkzeug zuerst eine Konstruktionsaufgabe und erst danach eine Produktionsaufgabe, und deshalb ist eine DFM-Prüfung vor der Werkzeugfertigung günstiger als eine spätere Korrektur.

Quelle: Technischer Leitfaden von Balford zum Tiefziehen, balford.net/deep-drawing/.

Faltenbildung

Aspekt	Detail
Erscheinungsbild	Falten in der Wand oder im Flansch
Übliche Ursache	Niederhalterkraft zu niedrig; Flansch nicht abgestützt
Übliche Abhilfe	Niederhalterdruck erhöhen; Ziehradius anpassen; Ziehsicken einbauen
Warum es dazu kommt	Der Flanschumfang muss schrumpfen, während er nach innen gezogen wird. Was nicht in die Wand fließt, beult aus der Ebene aus.

Die Niederhalterkraft ist ein Kompromiss: Zu niedrig führt zu Falten im Flansch, zu hoch stoppt den Materialfluss und führt zum Reißen der Wand am Ziehradius.

Reißen und Bruch

Aspekt	Detail
Erscheinungsbild	Riss am Matrizenradius oder in der Wand
Häufige Ursache	Ziehverhältnis über der Werkstoffgrenze; Matrizenradius zu eng; Spiel zu klein; Reibung zu hoch
Übliche Abhilfe	Eine Nachziehstufe ergänzen, Matrizenradius vergrößern, Spiel korrigieren, Schmierung verbessern
Erste Prüfung	Das Ziehverhältnis gegen die Einzelziehgrenze des Werkstoffs prüfen. Edelstahl liegt bei etwa 1.6-1.8; kohlenstoffarmer Stahl bei 1.8-2.0.

Schmierstoff ist nicht optional: Er steuert die Reibung am Matrizenradius, an dem das Reißen beginnt.

Zipfelbildung und übermäßige Ausdünnung

Fehler	Erscheinungsbild	Häufige Ursache	Übliche Abhilfe
Zipfelbildung	Welliger, gezackter oberer Rand	Planare Anisotropie im Blech	Akzeptieren und beschneiden; Werkstoff oder Walzrichtung ändern; Zuschnittform anpassen
Übermäßige Ausdünnung	Wand zu dünn am Radius	Matrizenradius zu eng; zu hohe Zugspannung	Matrizenradius vergrößern; eine Nachziehstufe ergänzen; glühen

Zipfelbildung ist der Grund, warum eine Beschnittzugabe am oberen Rand normale Auslegung ist und keine Schlamperei: Der gezogene Rand ist nie perfekt gleichmäßig.

Rückfederung und Orangenhaut

Fehler	Erscheinungsbild	Häufige Ursache	Übliche Abhilfe
Rückfederung	Durchmesser oder Form entspannt sich nach dem Umformen	Elastische Rückstellung, ausgeprägter bei hochfestem Werkstoff	Werkzeugmaße zum Ausgleich anpassen; nachprägen; Werkstoff wechseln
Orangenschale	Körnige gedehnte Oberfläche	Grobkorngefüge; übermäßige Dehnung	Feinkörnigerer Werkstoff; lokale Dehnung reduzieren

Rückfederung ist ein Werkzeugkompensationsproblem. Sie über die Werkstoffspezifikation in den Griff bekommen zu wollen, kostet meist mehr als die Kompensation im Werkzeug.

Ziehriefen und Bodenbruch

Fehler	Erscheinungsbild	Übliche Ursache	Übliche Abhilfe
Ziehriefen / Riefen	Längskratzer an der Wand	Werkzeugverschleiß, Fressen, unzureichender Schmierstoff	Ziehradius polieren; Werkzeuge neu beschichten oder nachpolieren; Schmierstoff prüfen
Bodenbruch	Riss über den Boden	Stempelradius zu klein; zu wenig Material verfügbar	Stempelradius vergrößern; Zuschnitt vergrößern

Ziehriefen sind beim Umformen unvermeidbar. Wenn die Außenwand sichtbar ist, vor der Werkzeugerstellung angeben, damit eine Finishroute geplant werden kann.

Wanddicke ist ein Verlauf, kein Einzelwert

Bodenmitte: etwa 1.00 – praktisch unverformt
Untere Wand: Dickenabnahme auf etwa 0.85, am stärksten beim Überlaufen über den Ziehradius
Oberer Rand: Zunahme auf etwa 1.05, weil der Flansch dicker wurde, als sein Umfang schrumpfte

Relative Wanddicke über ein Ziehteil, gemessen gegen Nennmaß:

Der Verlauf ist kein Fehler. Er wird erst zum Problem, wenn eine Zeichnung eine Wanddicke vorgibt, ohne anzugeben, wo sie gemessen wird: Dann messen Lieferant und Kunde auf unterschiedlichen Höhen und beide liegen richtig.

Durchmesser wiederholen sich gut, weil sie durch das Werkzeug festgelegt sind. Die Wandhöhe ist das ungenaueste Maß, weil der obere Rand beschnitten wird.

Legen Sie die Messposition in der Zeichnung fest. Das ist die kostengünstigste Toleranzentscheidung, die Sie treffen.

Zehn Konstruktionsregeln, mit denen sich die meisten der oben genannten Probleme vermeiden lassen

Halten Sie das Tiefen-Durchmesser-Verhältnis realistisch. Unter etwa 0,5 ist Tiefziehen wahrscheinlich nicht erforderlich; über etwa 2 planen Sie mehrere Züge und eventuell Zwischenglühungen ein.
Sehen Sie am Boden keine scharfe Ecke vor: Der Stempelradius hat einen Mindestwert und wächst mit der Blechdicke.
Geben Sie der Wand einen großzügigen Matrizenradius. Ein zu enger Radius ist die häufigste Ursache für Rissbildung.
Geben Sie die Wanddicke mit einer Messstelle an.
Sehen Sie eine Beschnittzugabe am oberen Rand vor.
Bevorzugen Sie ein einfacheres Profil gegenüber einem gestuften oder konischen; jede Durchmesseränderung kann einen zusätzlichen Zug erfordern.
Legen Sie fest, welcher Durchmesser funktionsrelevant ist.
Sehen Sie an einer gezogenen Wand kein Feingewinde vor, sofern sie nicht durch Wanddickenziehen nachbearbeitet wurde.
Denken Sie an das Platinenlayout; die Verschachtelung beeinflusst die Materialkosten, den größten Anteil am Stückpreis.
Nennen Sie die Sichtanforderungen frühzeitig.

Jede der oben genannten Regeln entspricht einem Fehler in diesem Dokument.

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Dieses Dokument ist auch als PDF verfügbar: Tiefziehfehler und Abhilfemaßnahmen (PDF).

Tiefziehfehler und Abhilfen