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28.08.2017 | Konstruktion + Entwicklung | Nachricht | Onlineartikel

Verschleißfeste Werkzeuge durch Laserauftragschweißen

Autor:
Nadine Klein

Ein aktuelles Forschungsprojekt zeigt, dass sich Werkzeuge mittels Laserauftragschweißen individuell an die Beanspruchung anpassen lassen und somit die Lebensdauer um ein Vielfaches verlängert werden kann.

 An der Hochschule Pforzheim wird seit mehreren Jahren an einer verbesserten Anwendung des Laserauftragschweißens gearbeitet. Das aktuelle Projekt dazu: "Metallpulverspritzguss abrasiver Werkstoffe in durch Laserauftragschweißen gepanzerte Werkzeuge". Entstanden ist es im Bereich Maschinenbau der Fakultät für Technik im Rahmen des Teilprojekts "Laserauftraggeschweißter Verschleißschutz mit geschichteten Funktionsoberflächen für MIM(Metal Injection Moulding)-Spritzgießwerkzeuge". Das MIM, also das Spritzgießen von Metall, ist ein modernes Fertigungsverfahren mit dem kleine bis mittelgroße Bauteile mit komplexen Geometrien hergestellt werden können. "Wir arbeiten daran, MIM-Werkzeuge verschleißfester zu machen. Dazu wird mit Hilfe des Laserpulverauftragschweißens Hartmetall in einem Mehrschichtsystem partiell aufgetragen. Das Verfahren lässt es zu, dass das Werkzeug ganz individuell an seine Beanspruchung angepasst und seine Lebensdauer damit um ein Vielfaches verlängert werden kann", erklärt Tom Cruz, hauptverantwortlicher wissenschaftlicher Forschungsmitarbeiter an der Hochschule.

Nach durchgeführten Prüfstandversuchen zur Messung der Abtragung und der Oberflächenzerrüttung von herkömmlich gehärtetem Werkzeugstahl und laserauftraggeschweißten Funktionsschichten weisen die Funktionsflächen von unbeschichteten Werkzeugen eine plastische Verformung und einen deutlich erhöhten Materialabtrag auf. Die Referenzproben der beschichteten Schutzschichten zeigen keinen vergleichbaren Verschleiß. Nach erfolgreicher Durchführung des ersten Teils des Projekts und der Wahl des geeigneten Hartmetall-Basismaterials wird in den folgenden Schritten das erste seriennahe Werkzeug gepanzert, um durch die Abformung weiterer Proben das Verschleißverhalten zu untersuchen.

Das Projekt entstand in Kooperation mit der Firma Ohnmacht & Baumgärtner aus Ispringen, wo das Fertigungsverfahren von der Forschung in die Praxis übertragen wurde. Begleitet wird das Projekt vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWI) sowie von der Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM). 

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