Keramische Formeinsätze für Tiefziehwerkzeuge

Um die Standzeit von Tiefziehwerkzeugen deutlich zu verbessern, entwickelt das Fraunhofer IPT neue Prozesse zur Herstellung keramischer Formeinsätze. Durch den Einsatz von Siliziumnitrid als Werkzeugwerkstoff erhöht sich die Standzeit gegenüber konventionellen Werkzeugen um ein Vielfaches. Selbst komplexe Geometrien lassen sich mit den neuen Hochleistungswerkzeugen formen, die durch ultraschallunterstütztes Schleifen, laserunterstützte Zerspanung und NC-Formschleifen hergestellt werden. Das Tiefziehwerkzeug, das im Rahmen des Fraunhofer-Demonstrationszentrums »AdvanCer« auf der Messe vorgestellt wird, wurde im InnoNet-Verbundforschungsprojekt »KeraForm - Entwicklung keramischer Hochleistungsformeinsätze für die Blechumformung« entwickelt.
Laserunterstütztes Drückumformen schwer umformbarer Werkstoffe

Die wachsende Nachfrage nach hoch belastbaren Komponenten für die Luft- und Raumfahrttechnik, die Automobilindustrie, den chemischen Anlagenbau und die Medizintechnik fordert den Einsatz leistungsfähiger Werkstoffe. Um Bauteile wie Einströmdüsen, Tankböden, Felgenringe oder Laborzentrifugen aus einem Stück zu fertigen und damit beispielsweise sicherheitskritische Schweißnähte zu vermeiden, setzt die Industrie hier vielfach auf das Metalldrücken. Doch gerade bei eher sprödharten Hochleistungswerkstoffen aus Stahl, Titan- und Nickelbasislegierungen stößt das Verfahren schnell an seine Grenzen. Mit Unterstützung des Lasers lässt sich durch die gezielte Wärmeeinbringung der Umformgrad verbessern und damit die Flexibilität und Leistung bestehender Drückanlagen steigern. Auf der EuroBLECH präsentiert das Fraunhofer IPT beispielhaft einige komplexe Hochleistungsbauteile, die mit Unterstützung des Lasers in ihre Form gebracht wurden, sowie keramische Drückrollen.
Laserstrahlschweißen und -löten

Laserstrahlschweißen und -löten bieten im Vergleich zu konventionellen Fügeverfahren zahlreiche technologische und wirtschaftliche Vorteile. Sowohl die thermische Werkstoffschädigung als auch der Bauteilverzug lassen sich durch die lokal eng begrenzte Energieeinbringung und die hohen Vorschubgeschwindigkeiten auf ein Minimum reduzieren. Nacharbeiten an der Nahtoberfläche sind aufgrund der hohen Qualität der Fügeverbindungen meist nicht mehr erforderlich.

In seinen aktuellen Forschungsprojekten entwickelt und verbessert das Fraunhofer IPT Laserstrahlfügeprozesse für den industriellen Einsatz. Ein Schwerpunkt der Arbeiten ist das Laserstrahlschweißen und -löten der Leichtmetalle Titan und Aluminium. Am Beispiel eines filigranen, laserstrahlgeschweißten Kühlflüssigkeitsverteilers aus Titan und einer gelöteten Automobilheckklappe, die in Zukunft aus Aluminium gefertigt werden kann, zeigt das Fraunhofer IPT kommende Einsatzfelder dieser Verfahren.