HM-Tool 3D - Werkstoff- und prozesstechnische Optimierung lasergeschmolzener Hartmetallgefüge zur additiven Herstellung von Zerspanwerkzeugen

Additive Verfahren wie das pulverbettbasierte Laserstrahlschmelzen (PBF-LB) bieten aufgrund ihrer geometrischen Freiheiten zur Erzeugung endkonturnaher Rohlinge erhebliche Potenziale bei der Zerspanwerkzeugherstellung. Allerdings sind diese Potenziale bislang lediglich mit schmelzmetallurgisch verarbeitbaren Stählen (z.B. 1.2709) industriell nutzbar und mögliche Applikationen hierdurch eingeschränkt. Die Verarbeitung hartmetallischer Stoffsysteme im PBF-LB Prozess kann die Verfahrenspotenziale und möglichen Anwendungsspektren erweitern und ermöglicht die Ausnutzung neuer und erweiterter Funktionen.

Am Institut für Werkzeug- und Fertigungstechnik (iWFT) der Rheinischen Fachhochschule Köln wurden u.a. im Projekt PräziGen bereits umfangreiche Forschungsarbeiten zur Qualifizierung von Hartmetallen für den PBF-LB Prozess geleistet. Obgleich eine deutliche Verbesserung der Materialeigenschaften erreicht wurde, liegen in den mittels PBF-LB erzeugten Gefügen gegenüber konventionell gesinterten Hartmetallen noch verbleibende Defekte vor. Insbesondere sind dies Restporositäten und eine im Vergleich zum konventionellen Hartmetall heterogenere Mikrostruktur mit lokalem WC-Kornwachstum, Kobaltnestern und unerwünschten Phasenausscheidungen. Basierend auf den Voruntersuchungen wurden unterschiedliche Forschungsansätze zur Minimierung dieser Defekte erarbeitet, die im Projekt HM-Tool 3D gemeinsam mit dem begleitenden Industriekreis aus mehr als 30 Mitgliedern verfolgt werden.

Projektname:
„HM-Tool 3D“ - Werkstoff- und prozesstechnische Optimierung lasergeschmolzener Hartmetallgefüge zur additiven Herstellung von Zerspanwerkzeugen

Projektträger:
Forschungskuratorium Maschinenbau (FKM)

Förderprogramm:
FKM Eigenmittel
  
Projektform:
Kooperationsprojekt
  
Forschungseinrichtung:
iWFT der RFH Köln gGmbH

Projektzeitraum:
01.04.2021 - 31.03.2022

Kontakt:
B. Eng. Leon Zimmer (Wissenschaftlicher Mitarbeiter)
Raum: V5-203
Telefon: +49 221 20302-6383
E-Mail: leon.zimmer@rfh-koeln.de
Prof. Dr.-Ing. Martin Reuber (Projektleitung)
Telefon: 0171 5473441
E-Mail: reuber@rfh-koeln.de