Einsatzverhalten keramischer Fräswerkzeuge bei der Zerspanung von glas- und kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen

Durch die Forderungen der Anwendung alternativer Antriebe beziehungsweise energieeffizienter Leichtbaustrukturen sind moderne Hochleistungswerkstoffe wie Faserverbundkunststoffe (FVK) verstärkt in den Fokus gerückt. Diese Materialien bestehen aus Verstärkungsfasern, wie beispielsweise Kohlenstoff- oder Glasfasern, die in einer Kunststoffmatrix gebunden sind. Durch das ungünstige Verschleißprofil von Hartmetallwerkzeugen kommt es zu signifikanten Qualitätsminderungen an den gefertigten Bauteilen, die nur durch manuelle Nacharbeit kompensiert werden können. Hierdurch sinkt die Produktivität. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Untersuchung des Potentials des Schneidstoffs Siliziumnitrid beim Umrisskantenfräsen von glas- und kohlefaserverstärkten Kunststoffen, die in den Bereichen Automotive, Aerospace und Energy zunehmend Anwendung finden. Spezifische Siliziumnitrid-Schneidstoffe werden systematisch hinsichtlich der Ausbildung mikro- und makrogeometrischer Werkzeuggeometrien, der Wechselwirkung mit CVD-Diamantbeschichtung und dem daraus resultieren Verschleißverhalten analysiert. Ferner wird das prozess- und verschleißbedingte Einsatzverhalten der entwickelten Vollkeramikfräswerkzeuge sowie die resultierenden Umrisskantenqualitäten bei den verwendeten FVK-Bauteilen im Automotivebereich bewertet.