Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Universität Erlangen-Nürnberg

Grundlegende Untersuchungen zum Laserstrahlstrukturieren von Kaltmassivumformwerkzeugen



Datum: 31.10.2006


Autor


Berichterstatter

  • Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. mult. Dr.h.c. M. Geiger
  • Prof. Dr.-Ing. habil. K. Steinhoff

Die Kaltmassivumformung ist ein unverzichtbares Fertigungsverfahren, um komplexe Massenprodukte in hoher Qualität kostengünstig herzustellen. Die für die Umformung notwendigen Werkzeuge unterliegen als Folge des Gleitkontakts mit dem Werkstück bei sehr hohen Kontaktnormalspannungen einem permanenten Verschleiß. Der Behandlung der Oberflächen der Kontaktpartner kommt daher eine besondere Bedeutung zu - allein durch geringeren Verschleiß kann eine höhere Lebensdauer und bessere Wirtschaftlichkeit erreicht werden. Für die Werkzeugherstellung ist daher die Verwendung von hochwertigen Werkstoffen, eine hochwertige Endbearbeitung oder eine Hartstoffbeschichtung gängige Praxis. Ein anderer Ansatz zur Erhöhung der erreichbaren Standzeit von Werkzeugen wird im Rahmen dieser Arbeit verfolgt. Durch die Bestrahlung der WerkzeugoberflÌche mit einem Laser werden kleine Vertiefungen mit Abmessungen im Mikrometerbereich erzeugt. Diese so genannten Schmierstofftaschen können Schmierstoff speichern und während der Umformung wieder abgeben, um die Reibverhältnisse nachhaltig zu verbessern. Durch eine Reihe von Grundlagenversuchen wurde der Einsatz dieser Technologie auf realen Werkzeugen bei Industriepartnern vorbereitet. Die Ergebnisse, gemessen an der erreichbaren Standmenge, belegen die mit der Laserstrukturierung erzielbaren Verbesserungen. Bei mehreren Werkzeugtypen konnte nahezu eine Verdoppelung der Standmenge erreicht werden.