Belastungsoptimierte Auslegung von PVD-Werkzeugbeschichtungen

• Antragsteller: Dr.-Ing. Benjamin Bergmann, seit 11/2024
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 462262910

Die Beschichtung von Zerspanwerkzeugen beeinflusst wesentlich deren Einsatzverhalten. Die Anpassung der Schichteigenschaften an Prozess und Werkstoff bietet somit ein erhebliches Potenzial zur Erhöhung der Produktivität und der Prozesssicherheit. Aufgrund fehlender Erkenntnisse in den Bereichen Schichtherstellung und Einsatzverhalten ist der Entwicklungsprozess angepasster Schichtsysteme aktuell jedoch mit großem empirischem Aufwand verbunden. Eine Möglichkeit zur Generierung eines tiefergehenden Verständnisses des Verschleißverhaltens beschichteter Zerspanwerkzeuge und zur Reduktion der Anzahl der erforderlichen Zerspanuntersuchungen ist der Einsatz FE-basierter Spanbildungssimulationen. Das große Potenzial simulativ angepasster Schichtsysteme geht bisher lediglich aus Erkenntnissen zum orthogonalen Schnitt hervor und kann daher industriell bislang noch nicht zielführend ausgeschöpft werden. Eine breite industrielle Anwendung prozess- und belastungsspezifisch beschichteter Werkzeuge erfordert daher die Übertragung und Erweiterung des aktuellen Wissensstands auf weitere industriell eingesetzte Fertigungsprozesse- und Schichtsysteme, wie beispielsweise das Außenlängsdrehen mit PVD-TiAlN-beschichten Hartmetallwerkzeugen. Das Hauptziel des geplanten Transferprojekts ist es daher, die in zwei Vorgängerprojekten erarbeiteten Erkenntnisse zusammen mit dem Anwendungspartner WALTER AG auf industrielle Randbedingungen hinsichtlich der relevanten Schichtsysteme und Zerspanprozesse zu übertragen. Der Anwendungspartner wird in die Lage versetzt, die Simulation bei der Neu- und Weiterentwicklung von Werkzeugen effizient einzusetzen und so seine Wettbewerbsfähigkeit zu erhöhen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen (Transferprojekt)
• Anwendungspartner: Walter AG
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr. Bernd Breidenstein, bis 11/2024