Mit Keramikpartikeln schneidet man besser ab
21.08.2006

Abb. 1: Temperaturgeregeltes Laserstrahldispergieren von Umformwerkzeugen

Ziel eines Forschungsvorhabens am Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) ist, die Eigenschaften von metallischen Scherschneidwerkzeugen durch das Laserstrahldispergieren von Keramikpartikeln erheblich zu verbessern. Durch die verbesserten Werkzeugeigenschaften sollen erhöhte Standzeiten verbunden mit einer verbesserten Schneidteilequalität möglich sein.

Dieses ist durch den verstärkten Einsatz von Leichtbauwerkstoffen wie Aluminiumlegierungen und hochfesten Stahlblechwerkstoffen für Karosseriebauteile in der Automobilindustrie notwendig. Das Scherschneiden von diesen Werkstoffen ist allerdings mit hohem Werkzeugverschleiß verbunden. Neben den somit steigenden Kosten für Werkzeuge erhöht sich die Anzahl von Werkzeugwechseln mit entsprechend verbundenen Produktionsausfallzeiten.

Das Laserstrahldispergieren von Keramikpartikeln (ZrO2) in Schneidwerkzeugoberflächen kann diese Defizite ausgleichen, denn keramische Werkstoffe weisen günstige Eigenschaften wie beispielsweise hohe Härte und Beständigkeit sowohl gegen abrasiven als auch adhäsiven Verschleiß auf.

In dem Forschungsprojekt werden keramikverstärkte Modellwerkzeuge vergleichenden Verschleißtests unterzogen, um die Qualität und Eignung der jeweiligen Laserbearbeitungsstrategie zu beurteilen. Dabei werden nicht nur typische Verschleißmerkmale an den Schneidwerkzeugen ermittelt und bewertet sondern auch die Qualität des Schneidergebnisses. In einem zweiten Forschungsschwerpunkt erfolgt die Auswahl und Fertigung bzw. Modifizierung von Werkzeugprototypen.

Werkzeugbauer und Blechverarbeiter im Fahrzeug- und Maschinenbau sollen nach Projektabschluss (Februar 2007) keramikverstärkte Werkzeuge zum Schneiden von Aluminium- und hochfesten Stahlblechwerkstoffen herstellen bzw. anwenden können. Bei geringen Mehrkosten gegenüber konventionellen Werkzeugen sollen diese laserstrahldispergierten Werkzeuge länger in der Produktion bleiben, bessere Blechwerkstückqualität liefern, den Schmierstoffverbrauch senken und die umformtechnischen Grenzen erweitern. Die damit erweiterte Bearbeitbarkeit von Aluminium- und hochfesten Stahlblechen kann zu Produktinnovationen und zur Erweiterung des Anwendungsfeldes dieser Blechwerkstoffe führen.

Das Forschungsprojekt, das von der EFB unterstützt wird, wird mit dem Institut für Produktionstechnik (LUT) der TU Dresden durchgeführt.

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Business Development & Communications Abteilung
Michael Botts
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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.

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