Ziel der Entwicklung
Ziel dieses Forschungsvorhabens war die Entwicklung von Kleinstwerkzeugen und des gesamten Herstellungsprozesses unter Anwendung der Laserbearbeitung und des Schleifens. Es wurden Werkzeuge im Durchmesserbereich von drei Millimetern und kleiner entwickelt und hergestellt, welche bei der Bearbeitung von Titan (TiAl6V4) zum Einsatz kamen. Die Ziele des Forschungsvorhabens lassen sich zusammenfassen mit der Entwicklung und Konstruktion von Werkzeugprototypen. Außerdem der Entwicklung von geeigneten Herstellungsstrategien für die Laserbearbeitung und das Schleifen. Ebenso Zerspantests und Vergleich der gelaserten und geschliffenen Werkzeuge.
Vorteile und Lösungen
Ein Schwerpunkt waren die vergleichenden Untersuchungen der Herstellungsverfahren Laserablation und Schleifen, welche im industriellen Einsatz in direkter Konkurrenz stehen. Aus diesem Grund wurden zu Vergleichszwecken die Werkzeugprototypen mittels Laserablation und Schleifen hergestellt. Darüber hinaus wurden Erkenntnisse über die Wirkmechanismen bei der Laserbearbeitung von VHM-Kleinstwerkzeugen mittels Laser gewonnen, welche für Folge- und Industrieprojekte eingesetzt werden können. Die Ergebnisse zeigen, dass die Herstellung von spiralisierten Werkzeugen mit beiden Verfahren möglich ist. Bei der Betrachtung der Lasertechnologie wird deutlich, dass die eingesetzte Laserquelle von entscheidender Bedeutung für die erreichten Werkzeugoberflächen ist. Es wird davon ausgegangen, dass mit einem Pikosekunden- oder Femtosekundenlaser deutlich bessere Bauteiloberflächen bei der Bearbeitung von Hartmetall erreicht werden können. Dem Wärmeeintrag in der Schneidenecke bei den geschliffenen Werkzeugen sollte mit geeigneten Hartstoffschichten entgegengewirkt werden, um den Schneidstoff vor der hohen thermischen Belastung zu schützen.
Zielgruppe und Zielmarkt
Die Erschließung wirtschaftlich effizienterer Technologien spielt besonders für die mittelständische Industrie eine wichtige Rolle und unterstützt diese in ihrem Bestreben qualitativ hochwertige Produkte zu marktfähigen Preisen herstellen zu können. Hierbei gewinnt die Energie- und Rohstoffeffizienz aufgrund der ansteigenden Rohstoff- und Energiepreise stetig an Bedeutung. Mit dem in diesem Forschungsvorhaben entwickelten Werkzeug sollen insbesondere Unternehmen angesprochen werden, welche sich auf dem Gebiet der Bearbeitung von Titanlegierungen mit Kleinstwerkzeugen bewegen. Gerade für die sogenannten Zukunftsbranchen, zu denen unter anderem die Luft- und Raumfahrttechnik, der Automobilbau, der Maschinenbau, der Werkzeug- und Formenbau und viele weitere zählen, ist der Einsatz von Präzisionswerkzeugen von Bedeutung. Zielgruppe für die wirtschaftliche Verwertung der Ergebnisse sind daher sowohl Anwenderindustrie als auch werkzeugherstellende Unternehmen.
