ITB-Kolloquium: Laserstrahlabtragen zur Endbearbeitung von Zerspanwerkzeugen hoher Härte

Aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften stellen UHSS schwer zerspanbare Werkstoffe dar. Die Zerspanwerkzeuge bestehen daher üblicherweise aus dem hochharten Werkstoff Bornitrid in seiner kubischen Gitteranordnung (CBN). Probleme bei der Zerspanung von UHSS entstehen dadurch, dass es bei Temperaturen von 850 °C in Kombination mit Werkstückhärten von 54 bis über 62 HRC (Härte Rockwell, Einheit für die Härte von metallischen Körpern) zu schnellem Verschleiß der Werkzeuge und in Folge dessen zu schlechten Bauteiloberflächen kommt.

Um Verschleiß zu vermindern und die Oberflächengüte zu verbessern, werden in der vorgestellten Arbeit Zerspanwerkzeuge aus CBN mittels Laser erstellt, die für diese Bearbeitungsbedingungen besonders geeignet sind. Die Werkzeuge weisen geometrische Merkmale im Mikrometerbereich auf, weshalb sie nur mittels Laserbearbeitung hergestellt werden können. Insbesondere die Entwicklung von Oberflächen für Werkzeuge aus CBN als hochhartem Werkstoff macht den Einsatz der Laserbearbeitung notwendig. Diese läuft berührungslos sowie verschleiß- und kraftfrei ab, wodurch Strukturen in den genannten Dimensionen umgesetzt werden können.

Zu diesem Zweck erfolgt zunächst die Entwicklung einer Methode zur Charakterisierung des Laserabtragprozesses von CBN sowie die Modellierung einer Bearbeitungsstrategie. Die Zusammenführung der Ergebnisse führt zur Erstellung von Werkzeugprototypen sowie zur Übertragung in die industrielle Zerspananwendung. Abschließend soll im Rahmen des Kolloquiums zusätzlich beleuchtet werden, wie der Brückenschlag zwischen neuartiger, komplexer technologischer Entwicklung und der Überführung in die industrielle Applikation gelingen kann, wobei die Anwendung der Technologie perspektivisch zur beruflichen Praxis von Facharbeitern gehört.