Keramikverstärkte Werkzeuge schneiden besser ab

9. Oktober 2008 - Besonders in der Automobilindustrie gewinnt Leichtbau immer mehr an Bedeutung. Vor dem Hintergrund teurer Ressourcen, steigender Umweltbe­lastung und der daraus resultierenden Energieeinsparung kommt es zum verstärkten Einsatz von Blechen aus Leichtbaumaterialien wie Aluminiumlegierungen und hochfesten Stahlwerkstoffen. Allerdings ist das Schneiden dieser Werkstoffe mit konventionellen Werkzeugen mit erhöhtem Werkzeugverschleiß und dadurch mit verminderter Standmenge bzw. -zeit verbunden. Neben den somit steigenden Kosten für Werk­zeuge erhöht sich die Anzahl von Werkzeugwechseln mit den entsprechend verbundenen Produktions­ausfallzeiten.

Daher hatte ein Forschungsprojekt am Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) das Ziel, die Eigenschaften von Scher­schneidwerkzeugen zu verbessern. Der Ansatz dieses Projektes war, harte Keramikpartikeln (ZrO ₂) durch das Laserstrahldispergieren in den Werkzeug­grundwerkstoff einzubringen. Beim Dispergieren mit einem Nd:YAG-Laser konnte die Hartstoffauflösung vermieden und eine homogene Verteilung der Keramikpartikel erreicht werden.

Die laserstrahldispergierten Schneidwerkzeuge übertreffen nach derzeitigem Entwicklungsstand die Verschleißeigenschaften und Standzeiten von konventionell hergestellten Werkzeugen. Weiterhin zeigen Ergebnisse der Verschleißuntersuchungen, dass durch die Erhöhung der Härte im Grundwerkstoff die Standfestigkeit der Schneidwerkzeuge weiter erhöht werden kann.

Das von der  Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke" e.V. (AIF) über die Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB) geförderte Projekt wurde zusammen mit dem Lehrstuhl für Umform- und Urformtechnik der Technischen Universität Dresden durchgeführt.

Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) ist eine durch Mittel des niedersächsischen Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr unterstützte Forschungs- und Entwicklungseinrichtung auf dem Gebiet der Lasertechnik.

Durch das Laserstrahldispergieren
von Keramikpartikeln in den Grundwerkstoff
werden die Schneidkanten von Werkzeugen
verbessert.

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