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 Smart und bequem: Neue Textilien für High-Tech-Kleidung, made in Bayreuth
14.02.2018 | Universität Bayreuth

nachricht Super-Werkstoffe für die Automobil-, Luft- und Raumfahrtbranche
12.02.2018 | Technische Universität Bergakademie Freiberg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Im Focus: Demonstration of a single molecule piezoelectric effect

Breakthrough provides a new concept of the design of molecular motors, sensors and electricity generators at nanoscale

Researchers from the Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the CAS (IOCB Prague), Institute of Physics of the CAS (IP CAS) and Palacký University...

Im Focus: Das VLT der ESO arbeitet erstmals wie ein 16-Meter-Teleskop

Erstes Licht für das ESPRESSO-Instrument mit allen vier Hauptteleskopen

Das ESPRESSO-Instrument am Very Large Telescope der ESO in Chile hat zum ersten Mal das kombinierte Licht aller vier 8,2-Meter-Hauptteleskope nutzbar gemacht....

Im Focus: Neuer Quantenspeicher behält Information über Stunden

Information in einem Quantensystem abzuspeichern ist schwer, sie geht meist rasch verloren. An der TU Wien erzielte man nun ultralange Speicherzeiten mit winzigen Diamanten.

Mit Quantenteilchen kann man Information speichern und manipulieren – das ist die Basis für viele vielversprechende Technologien, vom hochsensiblen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Auf der grünen Welle in die Zukunft des Mobilfunks

16.02.2018 | Veranstaltungen

Smart City: Interdisziplinäre Konferenz zu Solarenergie und Architektur

15.02.2018 | Veranstaltungen

Forschung für fruchtbare Böden / BonaRes-Konferenz 2018 versammelt internationale Bodenforscher

15.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

17.02.2018 | Energie und Elektrotechnik

Stammbaum der Tagfalter erstmalig umfassend neu aufgestellt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Strategien zur Behandlung chronischer Nierenleiden kommen aus der Tierwelt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics