Funktionalisierung additiv gefertigter Presshärtewerkzeuge

• Antragsteller: Professor Yannis Korkolis, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 417202720

Fertigungsverfahren (Laserpulverauftragsschweißen und Selektivem Laserschmelzen) und umformtechnischen Glattwalzen der kontaktierenden Oberfläche, sollen in diesem Forschungsvorhaben offene Fragestellungen bezüglich der quantitativ analytischen Beschreibung der Wirkzusammenhänge der beiden Fertigungsverfahren adressiert werden. Ziel ist davon abgeleitet die Übertragbarkeit von Gestaltungsprinzipien für beliebige Produktgeometrien mit lokal stark variierenden Eigenschaften, z.B. hinsichtlich Härte und Dicke. Explizit soll dabei der Einfluss der Oberflächentexturierung auf die Wärmeübertragung und Druckverteilung, und somit letztlich die lokalen Produkteigenschaften beschrieben werden. Vergleichbare Untersuchungen betreffen die Position und Lage von innenliegenden Kühlkanälen, aber auch potentiell wärmeaufstauende Taschen. Diese sollen nicht nur hinsichtlich ihrer Beeinflussung der thermischen Bauteilhistorie betrachtet werden, sondern auch bezüglich der strukturellen Integrität ihrer selbst bei verschiedenen Belastungsfällen. Die genannten Analysen betrachten zusätzlich auch grundsätzliche, fertigungstechnische Restriktionen der additiven Fertigung. So ist bekannt, dass für das Laserpulverauftragsschweißen die minimal erzielbaren Kühlkanalgeometrien (Größe und Bahnradius) signifikant über denen vom Selektiven Laserschmelzen liegen. Folglich wird eine neuartige Kombination dieser beiden Verfahren für die Werkzeugfertigung angestrebt, welche unter Berücksichtigung der ressourcenschonenden Fertigung, je nach Anforderungsprofil des Bauteils, die Verfahren bestmöglich kombiniert. Die beschriebenen Aspekte werden kontinuierlich und iterativ analysiert, da starke Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Funktionalisierungsansätzen (intern durch Kühlkanäle und Taschen sowie extern durch Texturierung) vorliegen. Basierend auf den Erkenntnissen wird ein zusammenführendes Modell angestrebt, welches sowohl die Bauteileigenschaften als auch die sich davon ableitenden Fertigungsanforderungen- bzw. restriktionen beinhaltet. Diese Forschungen bilden folglich die Grundlage für eine Auslegung von Presshärtewerkzeugen zur Realisierung des werkzeugseitigen, partiellen Presshärtens.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Dr.-Ing. Marlon Hahn; Professor Dr.-Ing. A. Erman Tekkaya; Dr.-Ing. Heinrich Traphöner