Verschleissschutz von Werkzeugen durch eine lokale 5-achsige Laseroberflachenbehandlung

摘要

Werkzeuge fur Schmiede-, Druckguss- oder Tiefziehanwendungen unterliegen wahrend ihres Einsatzes lokal einem sehr hohen Verschleiss. Eine vorhergehende Laseroberflachenbehandlung erlaubt es, die Werkzeugrandschicht effizient und anwendungsspezifisch zu modifizieren. Die Potenziale der eingesetzten Laseroberflachenbehandlungsverfahren im Hinblick auf einen verbesserten Verschleissschutz werden in diesem Vortragsmanuskript dargestellt. Hierzu werden zunachst die Verschleissschutzverfahren aus dem Bereich der Laseroberflachenbehandlung, wie das Laserlegieren/-dispergieren und das drahtbasierte Laserauftragschweissen, vorgestellt. Es werden die Prozesscharakteristika der Verfahren sowie die daraus resultierenden Vor- und Nachteile diskutiert. Zudem werden Ergebnisse metallographischer Untersuchungen der behandelten Oberflachen vorgestellt. Ebenfalls werden Kombinationsmoglichkeiten mit bestehenden Verschleissschutzverfahren aufgezeigt, wie z.B. die Kombination von Laserlegieren und anschliessendem Nitrieren fur Schmiedeanwendungen. Um lokal komplexe Werkzeuggeometrien bearbeiten zu konnen, ist eine automatisierte 5-achsige Laseroberflachenbehandlung notwendig. Daher werden neben den Prozessgrundlagen ebenfalls Anlagensysteme, die gezielt fur eine automatisierte Laserbehandlung entwickelt wurden vorgestellt. Weiterhin erfolgt eine Vorstellung des am Fraunhofer IPT entwickelten CAM-Systems zur Umsetzung der mehrachsigen Laserbehandlung. Abschliessend wird anhand von Einsatztests der Werkzeuge in der Fertigung das Potenzial im Hinblick auf einen verbesserten Verschleissschutz aufgezeigt und die modifizierte Prozesskette von der Vorbearbeitung bis hin zum Einsatz der Werkzeuge in der Fertigung gezeigt.