Steigerung der Standzeiten von Mikroabformwerkzeugen durch den Einsatz laserdispergierter MMC-Werkstoffschichten

Vorhabenbeschreibung:

Das Ziel ist die Steigerung der erreichbaren Standmenge von Mikroabformwerkzeugen mit höchsten Anforderungen an Präzision durch den Einsatz leicht zerspanbarer Werkstoffe, welche lokal mit einem verschleißfesten und endkonturnahen MMC-Werkstoff beschichtet sind. Der Lösungsweg beinhaltet die Entwicklung und Anwendung einer Prozessregelung beim Laserdispergieren auf Basis einer ortsaufgelösten emissionskompensierten Temperaturfelderfassung für die Einstellung einer gleichmäßigen Verteilung der Hartpartikel bei einem maximalen Hartpartikelgehalt durch die automatisierte Anpassung der Laserleistung und -dichteverteilung. Um die Zerspanung von Verbundwerkstoffschichten mit Hartpartikeln zu ermöglichen, werden unter Einsatz des neuartigen Schneidstoffs PKD ohne Bindephase applikationsangepasste Geometrien von Mikrofräswerkzeugen erprobt. Diese Werkzeugentwicklung erfolgt in Abstimmung mit ermittelten Zerspanparametern, um sehr hohe Formgenauigkeiten bei einem minimalen Werkzeugverschleiß zu erzielen. Die Validierung der technischen und wirtschaftlichen Vorteile wird anhand von Funktionsmustern vorgenommen. Zu den angestrebten Ergebnissen zählt eine erhöhte Prozesssicherheit in der Abformtechnik, eine Temperaturfeldregelung zum Laserdispergieren für reproduzierbare Hartpartikelverteilungen sowie Werkzeuge und Wissen zum Zerspanen von Verbundwerkstoffschichten. Der Nutzen für KMU wird durch Senkung der Prozesszeiten und Prozesskosten zur Herstellung von Abformwerkzeugen, durch den Marktzugang des Laserdispergierens in die Mikroabformtechnik und durch die Erweiterung des Nutzerkreises durch Anwendung der Projektergebnisse auf anderweitige industrielle Werkzeuge und Güter mit einer verschleißfesten Oberfläche bei hohen geometrischen Toleranzvorgaben erzielt. Es liegt ein unmittelbarer Nutzen für KMU vor, da die gesamte Prozesskette zur Steigerung der Standzeiten von Mikroabformwerkzeugen von der Herstellung bis zur Anwendung bei diesem geplanten Vorhaben abgebildet wird.