Laser Metal Deposition zur Oberflächenbehandlung von Werkzeugen - aktueller Forschungsfokus am Campus Wels

Additive Fertigungsprozesse gelten als Schlüsseltechnologien für Herausforderungen wie kürzere Entwicklungszyklen, zunehmender Wettbewerb um Rohstoffe, zunehmende Bauteilvarianten und die Individualisierung von Produkten. Vor allem die Möglichkeit, komplexe Bauteile mit integrierten Funktionen wie konturangepassten Kühlsystemen oder Hinterschnitten herzustellen, wird direkt und ohne Werkzeug genutzt. Das additive Fertigungsverfahren „Laser Metal Depositon“ (LMD) bietet die Möglichkeit formgebende Werkzeugen in der Warmumformung (Presshärten, Gesenkschmieden, …) mit Verschleißschutzschichten auszustatten. Gleichzeitig können konturnaher Kühlsysteme in die oberflächennahen Bereiche integriert werden die mit herkömmlichen zerspanenden Fertigungsmethoden nicht realisiert werden können. Die komplexen thermomechanischen Bedingungen welche bei Warmumformverfahren die Werkzeuge belasten beeinflussen die Bauteileigenschaften, die Reibung und den Werkzeugverschleiß während des Umformvorgangs. Die verwendeten Umformwerkzeuge müssen den hohen prozessbedingten Belastungen standhalten. Die Herstellung eines Werkzeuges mit entsprechenden homogenen Eigenschaften (ohne Poren, Überlappporen, Rissen, usw.), die den hohen Belastungen während der Warmumformung standhält, stellt eine Herausforderung dar. Die richtige Einstellung unterschiedlicher Prozessparameter ist entscheidend für einen erfolgreichen Laserauftragsschweißprozess. Für gute qualitative Prozessergebnisse, ist das Prozessfenster in der Regel relativ schmal. Die grundlegende Untersuchung der Verarbeitbarkeit von Hochleistungsstählen für Warmumformwerkzeuge mittels LMD stellt ein zentrales Forschungsthema des Smart Factory Labs am Campus Wels dar. Ein wesentlicher Punkt ist zum Beispiel der Einfluss der Vorwärmung auf die Werkstoffeigenschaften.