Randzoneneigenschaften laserpräparierter Schneidkanten

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Jan C. Aurich; Dr. Thomas Herrmann
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 319868306

Die Gestalt der Schneidenmikrogeometrie ist für die Leistungsfähigkeit von Zerspanwerkzeugen ein entscheidender Faktor. Die definierte Gestaltung der Schneidkante stellt jedoch hohe Anforderungen an das Präparationsverfahren. Diese ergeben sich aus dem Ziel, die Schneidkante bei geringen unerwünschten Beeinflussungen der Schneidstoffrandzone definiert und gleichmäßig zu verrunden. Die Lasertechnologie gewährleistet hierbei hohe Fertigungsgenauigkeiten. Jedoch führt die laserbasierte Präparation der Schneidkante bislang oftmals zu unerwünschten Beeinflussungen der Randzone und der Oberfläche des Schneidstoffs, z. B. durch Schmelzaufwürfe, Poren oder Zugeigenspannungen. Im Rahmen des beantragten Forschungsvorhabens sollen daher u.a. die Randzonen- und Oberflächeneigenschaften nach der laserbasierten Schneidkantenpräparation an spezifischen Hartmetallsorten untersucht werden. Um mögliche Einflüsse des Lasers erfassen zu können, werden für die Präparation der Schneidkanten mehrere Laserspezifikationen eingesetzt. Die Präparationsstrategien für die Schneidkanten von Wendeschneidplatten zur Drehbearbeitung und die Eigenschaften der Schneidstoffrandzone und Oberfläche werden miteinander verknüpft. Hierdurch können geeignete Präparationsstrategien abgeleitet und der Einfluss der Hartmetallsorte sowie der Strahlquelle, insbesondere auch der Einfluss der Pulsdauer, auf die Randzonen- und Oberflächeneigenschaften nach der Laserbearbeitung analysiert werden. Abschließend wird die Auswirkung der Präparationsgüte, die durch die Eigenschaften der Schneidstoffrandzone und der Oberfläche wesentlich bestimmt wird, auf die Standzeit der Wendeschneidplatten beim Außenlängs-Runddrehen untersucht. Die erzielten Ergebnisse werden in einem phänomenologischen Modell zusammengefasst. Als Ergebnis des Vorhabens wird es möglich, die Leistungsfähigkeit von Zerspanwerkzeugen durch die Kenntnis der quantitativen Zusammenhänge zwischen Lasermaterialabtrag und resultierenden Oberflächen- und Randzoneneigenschaften des Schneidstoffs durch die lasergestützte Schneidkantenpräparation weiter zu steigern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen