Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Euromold 2012: Schmiedewerkzeuge – besser geschützt

20.11.2012
Hart oder zäh – Hersteller von Schmiedewerkzeugen müssen hier oftmals einen Kompromiss schließen. Eine neue Technologie ermöglicht es nun, beide Eigenschaften zu verbinden und die Lebensdauer von diesen Werkzeugen deutlich zu verlängern. Auf der Messe Euromold vom 27. bis 30. November in Frankfurt stellen die Forscher das Verfahren vor (Halle 11, Stand C66).

Schmiedewerkzeuge müssen viel aushalten: Sie müssen hart sein, damit ihre Oberfläche nicht zu stark abgenutzt wird, und große Temperaturschwankungen und die knallenden Schmiedeschläge überstehen. Je härter ein Material jedoch ist, desto spröder wird es auch – und desto schlechter halten die Werkzeuge der Schlagbelastung stand.


Ein Laser legiert ein freigeformtes Werkzeug.
© Fraunhofer IPT

Für die Hersteller heißt es daher, einen Kompromiss zu finden zwischen Härte und Festigkeit. Eine Möglichkeit liegt darin, ein nicht allzu hartes und daher festes Material mit einer harten Schicht zu umhüllen. Das Problem: Die Schicht liegt auf einem weicheren Material auf und kann bei Schlägen eindrücken wie eine Eierschale.

Forscher vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT in Aachen haben nun eine Alternative entwickelt. »Die von uns bearbeiteten Werkzeuge haben eine bis zu zweimal höhere Lebensdauer«, erläutert Kristian Arntz, Abteilungsleiter am IPT.

»Wir verwenden einen weniger harten Werkstoff, der mit der Schlagbelastung gut umgehen kann. Die oberste Schicht des Materials schmelzen wir mit einem Laser und bringen ein Pulver in die Schmelze ein, über das wir die Eigenschaften des Stoffes chemisch verändern. Im oberen Millimeter erreichen wir somit eine sehr große Härte.« Der Vorteil: Da sich die Eigenschaften der äußeren Schicht nicht abrupt ändern wie bei einer aufgedampften Schicht, sondern die Härte langsam zunimmt – man spricht hier auch von einem Härtegradienten – umgeht man den »Eierschaleneffekt«.

Zudem wirken die Partikel wie Schleifpapier und verhindern, dass Material vom Werkzeug abgetragen wird. Da der Verschleiß nur an ganz bestimmten Stellen des Werkzeuges auftritt, verändern die Wissenschaftler gezielt nur diese Oberflächenbereiche. Somit minimieren sie den Einfluss der Schicht auf die Schlagfestigkeit nochmals. Simulationen helfen dabei, die besonders stark belasteten Bereiche zu errechnen – und auch das Erfahrungswissen kommt hinzu.

Um die Werkzeuge bearbeiten zu können, haben die Forscher gemeinsam mit den Kollegen der Firma Alzmetall eine Anlage entwickelt, mit der sie die freigeformten Gesenke und Werkzeuge bearbeiten können. Eine Software, die die Experten mit der Firma ModuleWorks entwickelt haben, sorgt dafür, dass der Laser mit konstanter Geschwindigkeit über die Oberfläche fährt und die Abstände zwischen den Laserbahnen gleich bleiben – denn ansonsten würden Risse in der Oberfläche entstehen. »Bei geraden Oberflächen ist das kein Problem.

Für freigeformte Werkzeuge allerdings mussten wir spezielle Algorithmen entwickeln, die Bahnabstand und Geschwindigkeit auch bei komplexer Geometrie konstant halten«, sagt Arntz. Sowohl die Anlage als auch die Software sind einsatzbereit, erste Werkzeuge für die Industrie haben die Forscher bereits gefertigt. Auf der Messe Euromold vom 27. bis 30. November in Frankfurt stellen sie die Technologie vor (Halle 11, Stand C66).

In einem weiteren Schritt planen die Wissenschaftler, teure Rohstoffe wie Chrom, Molybdän und Vanadium zu reduzieren. Momentan sind diese Materialien noch in allen Schmiedewerkzeugen zu finden. »Wir wollen das Grundprinzip unserer Technologie nutzen, um nur noch die nachbearbeitete Oberflächenschicht mit diesen Materialien legieren zu müssen.«

Kristian Arntz | Fraunhofer Institut
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2012/november/schmiederwerkzeuge-besser-geschuetzt.html

Weitere Berichte zu: EuroMold Härte IPT Kompromiss Schicht Schlagbelastung Schmiedewerkzeuge Werkzeug laser system

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Medica 2017 – TU Kaiserslautern präsentiert Fortschritte in der Medizintechnologie
20.10.2017 | Technische Universität Kaiserslautern

nachricht Biokunststoffe könnten auch in Traktoren die Richtung angeben
18.10.2017 | Hochschule Hannover

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise