Fraunhofer-Gesellschaft

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Laserauftragsschweißen im Werkzeugbau

 
: Eckert, S.; Nowotny, S.; Mehlhorn, A.; Klöden, A.; Kochan, D.

Der Stahlformenbauer 25 (2008), No.5, pp.96-104
German
Journal Article
Fraunhofer IWS ()
Spritzgießen; Werkzeugbau; Verschleißfestigkeit; verschleißfeste Beschichtung; Auftragsschweißen; Laserschweißen; Stellit; Finite Elemente Methode; Sphäroguß

Abstract
Zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit von Spritzgusswerkzeugen wird eine Prozesskette vorgestellt, die die Verfahrenskombination Laserauftragschweißen auf Sphäroguss im Anwendungsgebiet Werkzeugformplatten für den thermoplastischen Spritzgussprozess aufzeigt, wobei es vorrangig um gleichmäßiges Beschichten von Freiformflächen geht. Da diesbezüglich die schlechte Verschleißfestigkeit ein Kriterium darstellt, hat man Laser-Pulver-Auftragschweißen mit Stellit angewandt, dessen Basis ein mittels FEM optimierter, schalenförmiger Grundkörper aus Sphäroguss bildet. Das Vorgehen und die Funktionsoptimierung mit FEM werden dargelegt, insbesondere die praktische Durchführung der theoretischen Betrachtungen anhand eines Versuchswerkzeugs 'Ballstütze'. Die Berechnungsergebnisse wurden mit den im Spritzversuch empirisch ermittelten Ergebnissen verglichen. Mittels Simulation konnten so die Temperturverteilung im Werkzeug vor dem Einspritzen des Kunststoffs, Temperaturverlauf und Abkühlungsgeschwindigkeit sowie Werte über die Formfüllung und Erstarrungszeiten bestimmter Bereiche gewonnen werden. Im Rückblick werden Erfahrungen mit Lasauftragschweißen von Sphäroguss mitgeteilt. Den für eine Fallstudie - Versuchswerkzeug 'Ballstütze' - erforderlichen Grundlagenuntersuchungen wird breiter Raum gewidmet. In der Schlussbewertung wird ausgeführt, dass laserbasiertes Auftragschweißen von Verschleißschutzschichten in der Industrie heute etabliert ist und es neben Verschleißschutz, Korrosionsschutz und erreichbaren Härtewerten vor allem die Möglichkeiten der Reparatur und Designänderung sind, die einen Einsatz des Laserauftragschweißens rechtfertigen können.
Entnommen aus TEMA

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-84158.html