Mikrostrukturierte Werkzeuge für die Zerspananwendung

Die Bohrbearbeitung ist eines der wichtigsten industriellen Bearbeitungsverfahren. Herausforderungen bestehen in der durch das Werkzeug selbst verdeckten vorderen Zerspanstelle, wodurch die Beschmierung beeinträchtigt ist sowie dem gehinderten Spanauswurf bei steigender Bohrungstiefe. Insbesondere bei duktilen Leichtbauwerkstoffen wie Aluminium mit hoher Tendenz zur Langspanbildung und ausgeprägter Adhäsionsneigung ist dies problematisch.

Forscher des Fraunhofer IPA haben zur Lösung des Problems Spanflächenmikrostrukturen methodisch entwickelt und optimiert. Die ausgelegten Strukturen erzielen einen maximalen Wirkbeitrag bei gleichzeitig minimalem Einfluss auf die Strukturfestigkeit der Schneide und dem vorderen Spanflächenbereich. Die Mikrostrukturen verbessern die tribologichen Eigenschaften der Werkzeuge und reduzieren die notwendigen aufzubringenden Schnittkräfte. Die Bearbeitungsqualität, gemessen an Gratbildung und Rauheit der Bohrungswandung, konnte ebenfalls verbessert werden. Die Umsetzung der Strukturen erfolgte mit speziell eingestellten Ultrakurzpuls-Lasern, um eine thermisch schädigungsarme Bearbeitung zu erreichen.

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Das Projekt ist gemeinsam mit der WOLF Werkzeugtechnologie GmbH durchgeführt worden und von der Europäischen Union aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung und dem Land Rheinland-Pfalz gefördert worden.