Fertigungs- und Oberflächentechnologien für anforderungsgerechte, tribologisch effiziente Oberflächen von Umformwerkzeugen und Powertrain-Bauteilen

Die Oberflächeneigenschaften von mechanisch beanspruchten Bauteilen haben einen entscheidenden Einfluss auf deren Leistungsfähigkeit. Diese Arbeit beschreibt die Potentiale von mikrostrukturierten Oberflächen hinsichtlich der Verbesserung von Ressourcen- und Energieeffizienz der Bauteile in ihrem Lebenszyklus. Im Fertigungszyklus wird die Verbesserung des Verschleißwiderstandes von beschichteten Warmumform¬werkzeugen durch Mikrostrukturierung des Substrats betrachtet. Im Betriebszyklus ist das Ziel, Reibung und Verschleiß durch Oberflächenstrukturierung von aufeinander gleitenden Oberflächen zu reduzieren. Die Mikrostrukturen bauen einen zusätzlichen Druck auf, der für eine schnellere Trennung der Reibpartner sorgt. Die verwendete Mikrostruktur in Form einer Kalotte (Kugelsegment) wurde zunächst mit Hilfe der FEM-Software COMSOL Multiphysics untersucht und geometrisch ausgelegt. Als Bearbeitungsverfahren kamen die elektrochemische Bearbeitung (ECM) und das Laserabtragen zum Einsatz.