Beschichtung HGSS – Entwicklung von Werkzeugbeschichtungen für das Hochgeschwindigkeitsscherschneiden (HGSS) von Blechwerkstoffen

Zielbranchen

Scherschneidtechnologien, Hochgeschwindigkeitsscherschneiden (HGSS), Blech verarbeitende Industrie

Problemstellung

Beim Hochgeschwindigkeitsscherschneiden wird ein großer Teil der eingebrachten Trennenergie direkt in Wärme umgewandelt. Die Schnittflächen von HGSS-Bauteilen weisen ab einer Blechdicke von ca. 3 mm Anlassfarben auf. Weiterführende Untersuchungen haben geteigt, dass in der Schneidzone Temperaturen von über 600 °C auftreten können. Dadurch werden Verschleißerscheinungen wie zum Beispiel Aufschweißungen und Adhäsionserscheinungen am Stempelschaft beim Eintauchen in das  Blech begünstigt. Aufgrund dieser Aufschweißungen nimmt der Schneidstempeldurchmesser zu und der Schneidspalt geht gegen null bzw. wird im ungünstigsten Fall negativ. Das Aktivelement klemmt sowohl kraft- als auch stoffschlüssig im zu schneidenden Blechmaterial.  Die beim  Stempelrückzug auftretenden Zugspannungen können die zulässigen Zugfestigkeit des Werkzeugwerkstoffes übersteigen. Dies kann zu Rissen und im weiteren Verlauf zum Stempelbruch führen. Dem vorliegenden tribologischen System mussten demnach angepasste Aktivteilbeschichtungen entwickelt werden.

Forschungsergebnisse

• erfolgreiche Schichthaftungsversuche mittels Aktivteil-Dummies
• darauf basierend: HGSS-Versuche mit Industie relevanten Blechwerkstoffen, Blechdicken sowie neuartigen, angepassten Aktivteilbeschichtungen
• Nutzung eines dreifach-Werkzeuges
• inhaltsträchtige Verschleiß- und Schichthaftungs-untersuchungen sowie Schneidkantenvermessungen in Abhängigkeit der Versuchsparameter
• Ableitung konkreter Handlungsempfehlungen hinsichtlich Werkzeugfertigung und der Schneidaufgabe angepasster Schichtauswahl