Results of the collaborative project M-ERA.NET-MatLaMeD
Die laserbasierte additive Fertigung hat sich für die Herstellung von Metallkomponenten in verschiedenen Branchen und Anwendungen wie Gesenk- und Formenbau, Schmiede- und Schneidwerkzeugen als geeignet erwiesen.
Der Warmarbeitsstahl (X38CrMoV5-1) wird aufgrund seiner hohen Härte, Anlassbeständigkeit und Zähigkeit weitgehend für die Herstellung von Warmschmiedewerkzeugen verwendet. Warmarbeitsstahl ist hohen thermomechanischen Belastungen ausgesetzt, die aufgrund der resultierenden Verringerung von Härte und Zähigkeit zum Versagen führen können. Um diese Art des Versagens zu mindern, wurde das draht- und pulverbasiertes Laserauftragschweißen (LMD-w+p) entwickelt, das Titankarbid (TiC) in einem speziellen Warmarbeitsstahl dispergiert, um die lokalen mechanischen Eigenschaften des Stahls zu modifizieren.
Für den Hybridprozess wurde ein CAD/CAM-Modul entwickelt. Das Modul wurde um die Möglichkeit erweitert, beliebige Informationen über die Werkstückoberfläche zu speichern. So kann während eines Simulationslaufs eine Korrelation zwischen Werkzeugbahn, Technologieparametern und Werkstückoberfläche hergestellt werden, indem eine Referenz auf den simulierten NC-Satz oder das aktuell simulierte Bahnsegment auf der bearbeiteten Werkstückoberfläche gespeichert wird. Die Systemkomponenten und das technologische Wissen der Partner wurden exemplarisch in eine Datenbankumgebung integriert und an dem definierten Demonstrator getestet. Am Ende des Projektes konnte ein vollständiger Durchlauf von der Konstruktion, Prozessplanung und Generierung des Bearbeitungsprogramms bis hin zur Planung von Qualitätstests und Datenrückführung durchgeführt werden. Mit Hilfe des LMD-w+p-Prozesses wurden Dreipunkt-Biegeproben und ein Stanzwerkzeug-Demonstrator (unter Verwendung des entwickelten CAD/CAM-Moduls) hergestellt. Die Mikrohärte wurde ebenso untersucht wie die resultierende Mikrostruktur. Die neue CAM-Planungsumgebung ermöglicht die Verwendung des hybriden LMD-w+p in einer Prozesskette mit subtraktiven Prozessschritten und bietet somit einen voll integrierten Prozess.
Der Bericht ist in englischer Sprache verfasst.
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