Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

TU Dortmund entwickelt hochfeste Werkzeuge für die Umformtechnik

03.05.2016

Wenn ein Umformwerkzeug verschleißt, hat das Einfluss auf die Formteile, die damit gefertigt werden: Sie verlieren an Qualität und müssen oft aufwendig nachbearbeitet werden oder sind im schlimmsten Fall gar nicht mehr verwendbar. Eine besondere Oberflächenbeschichtung des Werkzeugs soll jetzt Abhilfe schaffen. Ein interdisziplinäres Team aus Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der TU Dortmund hat dafür im Sonderforschungsbereich (SFB) 708 eine neuartige Fertigungsmethodik namens „3D-Surface Engineering“ entwickelt.

„Das Thema hat eine hohe industrielle Relevanz. In der Automobil- und Luftfahrtindustrie werden die Karosserieteile und Strukturelemente immer leistungsfähiger, sollen dabei aber auch so leicht wie möglich sein, um Kraftstoffe einzusparen bzw. den Ausstoß schädlicher Treibhausgase zu minimieren.


Der Spritzbrenner trägt eine Hartstoffschicht auf ein Werkzeug auf, das für die Herstellung einer B-Säule aus Blech für die Automobilindustrie verwendet wird.

TU Dortmund

Das bedeutet im Umkehrschluss, dass auch die Werkzeuge, die diese Bauteile aus hochfestem Blech formen, mit der Entwicklung Schritt halten müssen“, erläutert Prof. Wolfgang Tillmann. Der Professor für Werkstofftechnologie an der Fakultät Maschinenbau war Sprecher des Sonderforschungsbereichs.

Mit dem Ziel, verbesserte Umformwerkzeuge herzustellen, ist der SFB 708 im Jahr 2007 an den Start gegangen und hat dazu eine Fertigungsmethodik entwickelt, in der Produktions-, Analyse- und Simulationsverfahren miteinander kombiniert werden. Neun Jahre später – Ende 2015 – wurde der SFB abgeschlossen. Schon bald soll die Industrie von den Ergebnissen profitieren.

Wie also haben die Forscherinnen und Forscher es geschafft, das Werkzeug noch leistungsfähiger, verschleißärmer und vor allem günstiger zu machen?

Die Idee klingt zunächst einfach: „Für die Herstellung des bislang sehr teuren Werkzeugs greifen wir auf einen günstigen und einfachen Grundwerkstoff zurück. Dann funktionalisieren wir seine Oberfläche, indem wir sie mit hochfesten Materialien beschichten“, erläutert Dr. Ingor Baumann, Oberingenieur im Bereich Werkstofftechnologie und Geschäftsführer des SFB.

Beim thermischen Spritzen wird mit Hilfe eines speziellen Brenners ein Zusatzwerkstoff an- oder aufgeschmolzen. Die Spritzpartikel verankern sich auf der Oberfläche und bilden dort eine geschlossene Schicht, die das Werkzeug fester und verschleißbeständiger macht.

Was die Industrie bislang von dieser Idee abgehalten hat, sind die extrem komplexen Oberflächen moderner Umformwerkzeuge. Diese gleichmäßig zu beschichten, ist eine der größten Herausforderungen, die der SFB nach jahrelanger Forschung gemeistert hat. Dazu muss der Roboter, der den Spritzbrenner führt, flexible Bewegungen ausführen können.

In der Industrie beschränkt sich die Beschichtung mittels thermischer Spritzverfahren noch vielfach auf einfache, ebene oder rotationssymmetrische Werkzeuge und Bauteile. Zu groß waren bislang die Anforderungen, die an die Bahnplanung, die Roboterprozessführung, den Beschichtungsprozess und an die Nachbehandlung gestellt werden, um komplexe Oberflächen zu beschichten.

Die neue Fertigungsmethodik kann das leisten. Die Forschenden aus den Bereichen Maschinenbau, Mathematik, Informatik und Statistik haben die Herstellung, Beschichtung und Nachbearbeitung eines komplexen Umformwerkzeugs erfolgreich umgesetzt. Aus dem SFB werden jetzt Projekte abgeleitet, die für den Transfer in die Praxis sorgen.

Weitere Informationen:

http://www.sfb708.tu-dortmund.de

Martin Rothenberg | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Materialwissenschaft: Widerstand wächst auch im Vakuum
22.06.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

nachricht Schnell, berührungslos: Dehnungsmessverfahren für thermisch-mechanisch hoch belastete Werkstoffe
20.06.2017 | Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Im Focus: Forscher entschlüsseln erstmals intaktes Virus atomgenau mit Röntgenlaser

Bahnbrechende Untersuchungsmethode beschleunigt Proteinanalyse um ein Vielfaches

Ein internationales Forscherteam hat erstmals mit einem Röntgenlaser die atomgenaue Struktur eines intakten Viruspartikels entschlüsselt. Die verwendete...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

Forschung zu Stressbewältigung wird diskutiert

21.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Individualisierte Faserkomponenten für den Weltmarkt

22.06.2017 | Physik Astronomie

Evolutionsbiologie: Wie die Zellen zu ihren Kraftwerken kamen

22.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Spinflüssigkeiten – zurück zu den Anfängen

22.06.2017 | Physik Astronomie