Qualitätsoptimierter Hochrateabtrag von Hartmetall und Werkzeugstahl mit anschließender Mikrostrukturierung mittels ultrakurzer Laserpulse mit den Zielen der Optimierung der Prozesseffizienz und der tribologischen und Verschleißeigenschaften des Bauteils

Das Ziel des Projektes ist die Umsetzung eines industriellen Forschungsvorhabens auf einem international rasant wachsenden Gebiet der vom Freistaat Sachsen benannten Schlüsseltechnologien Photonik und Mikro- und Nanotechnik. Dabei sollen die im Projekt involvierten Kernteammitarbeiter umfassende Kenntnisse und Erfahrungen in Wissenschaft und Wirtschaft sammeln, um nach Projektabschluss als gesuchte Fachkraft dem sächsischen Arbeitsmarkt zur Verfügung zu stehen.

Das technische Ziel des Projektes ist es, Parameter zu finden, mit denen Werkzeugstahl und Hartmetall qualitativ hochwertig und gleichzeitig hocheffizient bearbeitet werden können. Für das Erreichen dieses Ziels sollen zum einen der Einfluss der verwendeten Laserparameter erforscht werden, wobei ein Hauptaugenmerk auf den beiden Parametern Pulsdauer und Wellenlänge der verwendeten Laserpulse gelegt werden soll und zum anderen die Parameter der Strahlablenkung validiert werden, mit denen eine optimierte Bewegung des Strahles über das zu bearbeitende Werkstück realisiert werden kann.

Ausgehend von diesen Untersuchungen sollen 3D-Mikrostrukturen durch schichtweisen Abtrag in den Materialien Werkzeugstahl und Hartmetall erzeugt werden. Die 3D-Mikrostrukturen sollen dabei hinsichtlich der in Abhängigkeit von den Parametern erzielbare Maßhaltigkeit und Qualität bewertet und optimiert werden. Für die Optimierung der Oberflächen der Mikrostrukturen sollen dem Strukturierungsprozess nachgeschaltete Verfahren entwickelt werden, die zu einer weiteren Verbesserung des Strukturierungsergebnisses führen. Angedacht sind dabei Nachbehandlungsverfahren zur Entfernung von auftretenden Debris- und Schmelzablagerungen, wobei das Trockeneisstrahlen, das Glasperlenstrahlen und das Reinigen mittels Laserstrahlung untersucht werden sollen. Als ein weiterer Bearbeitungsschritt sollen das Verfahren des Laserglättens mittels Excimer-Laser und das Ionenstrahlglätten zur Verringerung der mittleren Rauheit der strukturierten Gebiete untersucht werden.



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Das Projekt wird dankenswerter Weise aus Mitteln des Freistaates Sachsen und der Europäischen Union im Rahmen des Programms InnoTeam im Zeitraum vom 01.01.2019 - 31.12.2021 gefördert.

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