Werkzeug- und Bauteilentwicklung

Leistungsfähige Werkzeuge und Verschleißteile sind eine Kombination aus einem Hochleistungswerkstoff und einer optimalen, häufig sehr komplexen Form. Das Fraunhofer IKTS befasst sich nicht nur mit verschleißfesten Werkstoffen, sondern auch mit deren Formgebung und Wärmebehandlung.

Die Formgebungsverfahren umfassen neben dem uniaxialen Trockenpressen moderne Verfahren wie Spritzgießen, Niederdruckspritzgießen, Strangpressen, Foliengießen, additive Fertigung (Lasersintern/SLS, Binder Jetting, Fused Deposition Modeling, Fused Filament fabrication) und spangebende Formgebung im grünen oder vorgesinterten Zustand. Neben Standardverfahren für das Sintern der Grünkörper verfügt das Fraunhofer IKTS über spezifische Verfahren der Wärmebehandlung wie Spark Plasma Sintering (SPS), Heißisostatisches Pressen (HIP) sowie Feldaktives Sintern (FAST).

Es können so komplexe Werkzeuge zur Bearbeitung von Stählen und Sonderlegierungen (Ni- und Ti-basierte Superlegierungen) sowie Formteile zum Umformen von Stahl, Titan und anderen Nichteisenmetallen entwickelt und in kleiner Stückzahl hergestellt werden. Die dafür nötigen Arbeiten umfassen unter anderem:

Tribologie/Verschleiß

• Tribosystem Blech / Schmierstoff  / Werkzeug
  
• Stift-Scheibe-Verfahren (bis 800 °C)

Schadensanalyse

• Werkstoff- und Randschichtcharakterisierung
• Grenzflächenreaktionen
• Quantitative Fraktographie
• Auslegung von Funktionsflächen (Eigenspannungen, Bearbeitungszustand)

Leistungsangebot

• Werkstoffauswahl, -entwicklung und Prototypenherstellung für Werkzeuge der Umformtechnik aus Hartmetallen/Cermets und Hochleistungskeramik
• Optimierung des Tribosystems Werkstückwerkstoff / Schmierstoff / Werkzeugwerkstoff
• Schadensgutachten auf der Basis fraktographischer und keramographischer Untersuchungen
• Werkzeugentwicklung in enger Zusammenarbeit mit Verfahrenstechnikern und Konstrukteuren
• Oberflächencharakterisierung