Size Effects in Micro Forming

Abstract:

Size effects are effects which might occur, if the dimensions of a forming process are scaled up or down. They might enable or disable the application of a process in the micro range. Based on the systematic order of size effects, which defines density, shape and structure effects, one example for each group is given. A density effect, which occurs in Tiffany structures, explains the changes in forming behavior of foils with respect to the forming limit diagram. The feasibility of a new heading process only in the micro range is due to a shape effect, driven by the surface energy. The changes in the tribology in deep drawing by a structure effect, known as closed an open lubricant pocket model, can be explained only if one takes the temperature dependence of the viscosity of the lubricant into account.

• Periodical: Key Engineering Materials (Volume 473)
• Pages: 3-12
• DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.473.3
• Online since: March 2011
• Authors: Frank Vollertsen
• Keywords: Deep Drawing, Micro Parts, Processing Limits, Size Effect, Thermal Upsetting

References

[1] M. Merklein, A. Kuppert, M. Geiger: in: CIRP Annals, 59, 1 (2010) 295-298.

DOI: 10.1016/j.cirp.2010.03.001

[2] F. Vollertsen: Production Engineering - Research and Development 2/4 (2008) 377-383.

[3] F. Vollertsen, D. Biermann, H. N. Hansen, I. S. Jawahir, K. Kuzman: CIRP Annals 58, 2 (2009) 566-587.

DOI: 10.1016/j.cirp.2009.09.002

[4] V. Hasek, K. Lange: Wirtsch. Z. Ind. Fertig., 70 (1980) 577-580.

[5] F. Vollertsen, Z. Hu: Journal for Technology of Plasticity 32, 1/2 (2007) 1-11.

[6] Z. Hu, H. Wielage, F. Vollertsen: submitted to the 14th Int. Conf. on Sheet Metal, (2011).

[7] H. Justinger, G. Hirt: Int. Conf. on New Forming Technologies (2nd ICNFT'07), eds: F. Vollertsen, S. Yuan. BIAS-Verlag Bremen (2007) 167-176.

[8] Information on: http: /www. glaserei24. com/wp-content/uploads/2010/11/Tiffany. jpg, last accessed Jan. 9, (2011).

[9] H. Schulze Niehoff, F. Vollertsen: Int. Conf. on New Forming Technologies (2nd ICNFT'07), eds: F. Vollertsen, S. Yuan. BIAS-Verlag Bremen (2007) 167-176.

[10] H. Schulze Niehoff: Entwicklung einer hochdynamischen, zweifachwirkenden Mikroumformpresse (in German) BIAS-Verlag Bremen (2008).

[11] W. Dahl, R. Knopp, O. Pawelski: Umformtechnik Plastomechanik und Werkstoffkunde (in German) Springer Verlag Berlin (1993) pp.158-173.

[12] Z. Hu, F. Vollertsen: Proc. of the 4th International Conference on Tribology in Manufacturing Processes (ICTMP (2010), eds. E. Felder, P. Montmitonnet, Transvalor Paris (2010) 583-592.

[13] J. Kim, H. Hoffmann, M. Golle, R. Golle: Untersuchungen zum Werkstoffverhalten von sehr dünnen Kupferblechen (in German) Größeneinflüsse bei Fertigungsprozessen. Eds.: F. Vollertsen, BIAS Bremen (2009) 57-78.

[14] F. Vollertsen, Z. Hu, H. Wielage, L. Blaurock: 36th International MATADOR Conference, eds.: S. Hinduja, L. Li. Springer Verlag London (2010) 49-52.

DOI: 10.1007/978-1-84996-432-6_11

[15] Z. Hu, H. Wielage, F. Vollertsen: Proc. of the International Forum on Micro Manufacturing (IFMM'10), ed.: K. Dohda. Nagoya Institute of Technology Nagoya (2010) 181-186.

[16] F. Vollertsen, R. Walther: CIRP Annals 57, 1 (2008) 291-294.

[17] O. Pawelski, W. Lueg: Versuche und Berechnungen über das Ziehen und Einstoßen von Rundstäben (in German) Stahl u. Eisen 81, 25 (1961) 1729-1739.

DOI: 10.1007/978-3-663-04580-9_5

[18] T. Sobis, U. Engel, M. Geiger: J. Mat. Proc. Technol. 34 (1992) 233 – 240.

[19] M. Pfestdorf: Funktionale 3D-Oberflächenkenngrößen in der Umformtechnik (in German) Meisenbach Verlag Bamberg (1997).

[20] M. Grebe, P. Feinle: Reibwertuntersuchungen an Motorölen im Mikrotribometer (in German) Tribologie-Fachtagung Reibung, Schmierung und Verschleiß, Göttingen (2004).

[21] M. Geiger, U. Engel, F. Vollertsen: CIRP Annals 41, 1 (1992) 255 – 258.

[22] A. Putz: Grundlegende Untersuchungen zur Erfassung der realen Vorspannung von armierten Kaltfließpresswerkzeugen mittels Ultraschall (in German) Meisenbach Verlag Bamberg (2006) p.85.

[23] K-H. Grote, J. Feldhusen: Dubbel Taschenbuch für den Maschinenbau (in German) Springer Verlag Berlin (2001) p. E84.

DOI: 10.1007/978-3-642-17306-6

[24] H. Justinger, G. Hirt: Key Engineering Materials, 344 (2007), 791-798.

[25] H. Justinger: Experimentelle und numerische Untersuchung von Miniaturisierungs-einflüssen bei Umformprozessen am Beispiel Tiefziehen (in German) Shaker Verlag (2009).

[26] Z. Hu, F. Vollertsen: J. for Techology of Plasticity 29, 1-2 (2004) 1 – 9.