Mit dem Laser lassen sich die Oberflächen solcher Werkzeuge jedoch gezielt schützen: Verfahren zur Oberflächenbehandlung wie das Laserlegieren, -dispergieren und -härten oder das Laserauftragschweißen verringern die Anfälligkeit vor allem gegenüber Abrasion und verlängern so die Standzeiten der Werkzeuge.

Längere Standzeiten für Schmiede- und Druckgusswerkzeuge durch Laserlegieren und -nitrieren

Durch das Laserlegieren in Kombination mit einer anschließenden Nitrierbehandlung lassen sich verschleißgefährdete Werkzeugrandschichten je nach Anwendung gezielt verändern. Das Laserlegieren wirkt dabei dem abrasiven Verschleiß entgegen, während das Nitrieren die Werkzeuge vor Adhäsion schützt. Werkzeuge, die auf diese Weise behandelt wurden, lassen sich dadurch fast doppelt so lange nutzen.

Im EU-geförderten Forschungsprojekt "CURARE" untersucht das Fraunhofer IPT seit Mitte 2008 gemeinsam mit Forschungseinrichtungen, Werkzeugherstellern und Anwendern aus ganz Europa diese Verfahrenskombination für den Verschleißschutz von Schmiede- und Aluminium-Druckgusswerkzeugen.

Ziel des Projekts ist es, geeignete Anlagentechnik und flexible Bearbeitungsstrategien für das Laserlegieren und -dispergieren unterschiedlich geformter Werkzeuge zu entwickeln. Die 5-achsige Bearbeitung der Werkzeuge mit dem Laser erfolgt vollautomatisiert anhand eines eigens entwickelten CAx-Moduls. Die Prozessdaten werden im CAx-Modul hinterlegt und dienen zur Bearbeitung verschiedener Bauteilgeometrien. Der Anwender kann dann durch einfache Auswahl der gewünschten Geometrie und anderer Eigenschaften einen vollautomatisierten Bearbeitungsprozess starten. Die Nitrierbehandlung wird separat entwickelt und in Verbindung mit dem Laserlegieren optimiert. Gründliche Analysen der Werkzeugrandzonen fließen außerdem in ein umfassendes Konzept für das Qualitätsmanagement ein.

Leistungsfähiges Verfahren im Test für den industriellen Einsatz

Von der Leistungsfähigkeit der kombinierten Oberflächenbehandlung konnten sich die Industriepartner im Projekt "CURARE" bereits überzeugen: Die Endanwender unter ihnen setzten die behandelten Werkzeuge dazu unter industriellen Bedingungen in ihrer Fertigung ein. Auf diese Weise lassen sich sowohl das Bearbeitungssystem als auch die behandelten Schmiedewerkzeuge unter technologischen und wirtschaftlichen Aspekten bewerten.

Quelle: Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT