Optimierung des tribologischen Systems und der Bearbeitungsparameter beim Zerspanen faserverstärkter Kunststoffe mit neuartigen Werkzeugbeschichtungen

Im Gegensatz zu den alternativen Hartstoffbeschichtungen liegt der Fokus des Vorhabens auf der Umsetzung einer in erster Linie so glatten Fläche, dass die Anhaftung von Materialstaub aus dem Zerspanprozess unterdrückt bzw. verhindert wird. In Verbindung mit geringerer Reibung sollten auch niedrigere Temperaturen im Schneidbereich erzeugt werden. Niedrigere Temperaturen und die Vermeidung von Materialstaub führen zur geringeren Ausbildung einer Aufbauschneide. Als Systemansatz ist die Umsetzung einer kostengünstigen Beschichtung aus extrem glatten Hochleistungskunststoffen wie modifiziertem Polytetrafluorethylen (PTFE), Perfluorethylenpropylen (FEP) oder Perfluoralkyl-Polymer (PFA) vorgesehen (Abbildung 8). Um eine hohe Standzeit zu erzielen ist dabei auf maximale Schichthaftung zu achten. Ebenso muss die Schicht selbst eine möglichst hohe Festigkeit besitzen, um einem schnellen Verschleiß durch mechanischen Abrieb vorzubeugen. Die Polymerbeschichtung soll möglichst einfach auf das Werkzeug aufgebracht und zum Zweck der Nachbearbeitung leicht wiederentfernt werden können. Damit sollen die Herstellkosten gering gehalten und eine Wiederverwendbarkeit des Werkzeugs gewährleistet werden. Um eine automatische Zerspanung auf den CNC-Bearbeitungszentren zu realisieren, soll zusätzlich die Oberflächenrauigkeit und -topographie der beschichteten Werkzeuge zusammen mit den wichtigsten Prozessparametern des Fräsens untersucht und optimiert werden.