Prozess- und Werkzeugentwicklung zur mikrofrästechnischen Bearbeitung von Hartmetallen

Die Mikrozerspanung von hochfesten Werkstoffen wie beispielsweise Hartmetallen stellt unter Berücksichtigung der aktuellen Entwicklungen im Bereich der Miniaturisierung von Bauteilen und Werkzeugen ein zukunftsträchtiges Forschungsgebiet dar. Bislang existieren erste Untersuchungen zur Zerspanung von Hartmetallwerkstücken vorwiegend im Bereich der Makrobearbeitung unter Verwendung von PKD-beschichteten Werkzeugen, welche jedoch eine Übertragung der Wirkzusammenhänge und Spanbildungsmechanismen für die Mikrobearbeitung nicht ermöglichen. Umfassende wissenschaftliche Betrachtungen und Analysen der Wirkmechanismen sowie prozessrelevanten Korrelation zur Werkzeugauslegung für die Zerspanung von Hartmetallwerkstoffen mittels PVD-beschichteter Hartmetall-Mikrowerkzeuge (d ≤ 1 mm) mit nitridischen oder boridischen Hartstoffschichen sind gänzlich unbekannt. Durch die gezielte Auslegung der Schneidkantengestalt zur Erzeugung eines duktilen Spanbruchs, wird eine spanende Bearbeitung von WC-Co-Werkstoffen ermöglicht. Vielmehr zeigt sich im Vergleich zu alternativen Verfahren ein großes Potential für die Erzeugung von leistungsfähigen Oberflächensystemen.

Das Forschungsvorhaben verfolgt daher das übergeordnete wissenschaftliche Ziel die grundlegenden Wirkmechanismen und Zusammenhänge der Mikrozerspanung von Hartmetallwerkstoffen mit variierendem Hartstoff- und Binderanteil zu identifizieren und somit eine frästechnologische Bearbeitung dieser Werkstoffklasse zugänglich zu machen. Zum Erreichen dieses Ziels werden durch den interdisziplinären Forschungsansatz zwischen dem Institut für Spanende Fertigung und dem Lehrstuhl für Werkstofftechnologie sowohl prozess- als auch werkzeugseitig die Grundlagen für die Entwicklung belastungsangepasster Mikrowerkzeuge für die Hartmetallzerspanung erforscht.