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Tribologische Optimierung von Werkzeugen und Bauteilen durch kombinierte Oberflächenstrukturierung und Beschichtung (Tribologische Oberflächen)

Status abgeschlossen
Ziele

1. Steigerung der Wirtschaftlichkeit bei Prozessen mit extremer Werkzeugbelastung

Es soll eine kombinierte Strukturierungs- und Beschichtungstechnologie entwickelt werden, die die erforderlichen tribologischen Eigenschaften von Werkzeugen und Bauteilen flexibel, wirtschaftlich und mit hoher Reproduzierbarkeit erzeugen kann. Die tribologischen Eigenschaften sollen so verbessert werden, dass bei zyklisch beanspruchten Elementen Reibung und Verschleiß minimiert und die Ermüdungsfestigkeit erhöht werden.

2. Strukturierung der Werkzeugoberfläche

Die gezielte Gestaltung von Topographie, Struktur und Eigenspannungen der Oberflächen soll durch eine ultraschallunterstützte, oberflächennahe, plastische Verformung, das sog. Ultraschallschlagverfahren (hierbei schlagen Werkzeuge mit einer hohen Frequenz lokal auf eine Oberfläche und verformen sie an dieser Stelle), erzeugt werden (IWU).

3. Entwicklung einer neuartige Hartstoffbeschichtung für die strukturierten Oberflächen

In einem weiteren Schritt werden auf Grundlage von Simulationen der spezifischen Belastung einer strukturierten Oberfläche neuartige Hartstoffbeschichtungen entwickelt, die in Kombination mit der Oberflächenstruktur zu einer neuen Qualität von tribologischem Verhalten und Verschleißschutz führen sollen (IWS). Aus der Kombination von Strukturierung und angepasster Beschichtung soll sich ein Optimierungspotenzial ergeben, das weit über die bekannten Wirkungen von Struktur oder Beschichtung hinausgeht.


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