Entwicklung von tribologisch optimierten Führungsleisten für das Tiefbohren

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Dirk Biermann
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 276395118

Im Rahmen dieses Erkenntnistransferprojektes sollen die bisher gewonnenen Erkenntnisse zur tribologischen Optimierung von Führungsleisten vertieft und prototypisch auf industrielle Bohrprozesse übertragen werden. In dem vorhergehenden Grundlagenprojekt konnte eine neue Prozesskette zur Entwicklung angepasster Führungsleisten hergeleitet werden. Neben der Beschichtung mit einer reibungsmindernden ta-C-Schicht wurde auch die Vor- und Nachbehandlung des unbeschichteten bzw. beschichteten Substrats verändert und hierbei das konventionelle Polieren und Bürsten jeweils durch einen Mikrofinishprozess ersetzt. Dieser bewirkt bei der Vorbehandlung eine Gestaltanpassung und bei der Nachbehandlung eine wirksamere Entfernung von Schichtwachstumsfehlern. Mithilfe der neuen Prozesskette war es möglich, Führungsleisten zu entwickeln, die ein deutlich verbessertes Verschleißverhalten bei der Bearbeitung hochlegierter Stähle gegenüber konventionellen Leisten aufweisen. Die Auslegung des Finishprozesses zur Anpassung der Führungsleistengestalt wurde so weitgehend untersucht, dass nunmehr eine optimierte Lösung verfügbar ist. In Kombination mit der ta-C-Beschichtung verbessern sich somit die tribologischen Kontaktbedingungen zwischen Führungsleiste und Bohrungswand. Diese Erkenntnisse sollen im hier beantragten Vorhaben auf andere Bohrprozesse erweitert werden. Dabei ist es geplant, die Gestaltoptimierung durch das Mikrofinishen hinsichtlich ihrer Wirksamkeit bei der Aufbringung anderer Beschichtungen zu untersuchen. Zusätzlich wird der Einsatz der ta-C-Beschichtung bei Einlippentiefbohrwerkzeugen analysiert. Auf Basis der Ergebnisse des Grundlagenprojektes und der neu gewonnenen wissenschaftlichen Erkenntnisse erfolgt ein abschließender prototypischer Einsatz der modifizierten Bohrwerkzeuge in industriellen Bohrprozessen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen (Transferprojekt)
• Anwendungspartner: Baker Hughes INTEQ GmbH; SAM Coating GmbH; botek Präzisionsbohrtechnik GmbH