Verschleißschutz von Werkzeugen durch eine lokale 5-achsige Laseroberflächenbehandlung

Werkzeuge für Schmiede-, Druckguss- oder Tiefziehanwendungen unterliegen während ihres Einsatzes lokal einem sehr hohen Verschleiß. Eine vorhergehende Laseroberflächenbehandlung erlaubt es, die Werkzeugrandschicht effizient und anwendungsspezifisch zu modifizieren. Die Potenziale der eingesetzten Laseroberflächenbehandlungsverfahren im Hinblick auf einen verbesserten Verschleißschutz werden in diesem Vortragsmanuskript dargestellt. Hierzu werden zunächst die Verschleißschutzverfahren aus dem Bereich der Laseroberflächenbehandlung, wie das Laserlegieren/-dispergieren und das drahtbasierte Laserauftragschweißen, vorgestellt. Es werden die Prozesscharakteristika der Verfahren sowie die daraus resultierenden Vor- und Nachteile diskutiert. Zudem werden Ergebnisse metallographischer Untersuchungen der behandelten Oberflächen vorgestellt. Ebenfalls werden Kombinationsmöglichkeiten mit bestehenden Verschleißschutzverfahren aufgezeigt, wie z.B. die Kombination von Laserlegieren und anschließendem Nitrieren für Schmiedeanwendungen. Um lokal komplexe Werkzeuggeometrien bearbeiten zu können, ist eine automatisierte 5-achsige Laseroberflächenbehandlung notwendig. Daher werden neben den Prozessgrundlagen ebenfalls Anlagensysteme, die gezielt für eine automatisierte Laserbehandlung entwickelt wurden vorgestellt. Weiterhin erfolgt eine Vorstellung des am Fraunhofer IPT entwickelten CAM-Systems zur Umsetzung der mehrachsigen Laserbehandlung. Abschließend wird anhand von Einsatztests der Werkzeuge in der Fertigung das Potenzial im Hinblick auf einen verbesserten Verschleißschutz aufgezeigt und die modifizierte Prozesskette von der Vorbearbeitung bis hin zum Einsatz der Werkzeuge in der Fertigung gezeigt.