Mechanische Oberflächenmodifikation und Strukturierung als Technologie für den Werkzeugbau

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1 Spritzgießwerkzeuge Technologien & Trends für optisch hochwertige und funktionelle Kunststoffteile Mechanische Oberflächenmodifikation und Strukturierung als Technologie für den Werkzeugbau Univ.Prof.DI.Dr. F. Bleicher DI J. Bernreiter 27. Jänner 2010 Seite 1

2 Verdichtungsklopfen - Technologie Technologie kann auf konventionellen Bearbeitungszentren eingesetzt werden Flexibler Einsatz in der Bearbeitung von Oberflächen bei der 5-Achs-Bearbeitung Verbesserung der Oberflächenqualität durch Glättungseffekt Steigerung der mechanischen Eigenschaften von Oberflächen durch Verfestigungseffekte Seite 2

3 Verdichtungsklopfen Durch das Verdichtungsklopfen an Werkstückoberflächen resultieren bzw. können beeinflusst werden: Erzeugen von Druckspannungen in der oberflächennahen Randzone (bis ca. 3mm) Verbesserung der Verschleißfestigkeit Modifikation der Oberfläche durch Glätten, Strukturieren und Abprägen Beschichten und Zusammenwirken von bearbeiteten Oberflächen mit Beschichtungen werkstoffabhängige Stützwirkung mechanisches Auflegieren der Oberflächen strömungsmechanische Wirkung Realisierung hydrophiler bzw. hydrophober Oberflächen in tribologischen Anwendungen (Benetzbarkeit mit Fluiden) Beeinflussung von Kavitation, Strömungserosion, Strömungsverhalten, Hydrophobie Seite 3

4 Anwendungsschwerpunkte Mechanical alloying 2-Körpersystem Surface texturing and flow characteristics 3-Körpersystem Gradually strengthened surfaces Verzerrung der Kristallstruktur durch eingebettete C-Atome Kaltverformung unter der Rekristallisationstemperatur Seite 4

5 CAM-Technologie definieren der Werkzeugbahnen beim Verdichtungsklopfen ist entscheidend für das Oberflächenergebnis Wahl der Bearbeitungsbahnen unter Berücksichtigung von technologischen Aspekten Seite 5

6 Härtesteigerung deutliche Härtesteigerung um ca. 4HRC durch die Oberflächenbearbeitung auch bereits gehärtete Flächen sind weiter aufhärtbar Seite 6

7 Oberflächenverbesserung Technologie wurde ursprünglich zur Oberflächenverbesserung als Ersatz für das manuelle Polieren entwickelt Verbesserung der Oberflächengüte bleibt auch bei einem Härteprozess weitgehend erhalten Seite 7

8 Oberflächenverbesserung Seite 8

9 Tribologische Oberflächenmodifikation Reduktion des Reibbeiwertes durch die Oberflächenverbesserung günstigere tribologische Eigenschaften der verdichtungsgeklopften Oberflächen Einbetten von tribologisch relevanten Materialien in die Werkstoffoberfläche Seite 9

10 Erfahrung aus Anwendungen Seite 10

11 Erfahrung aus Anwendungen Seite 11

12 Erfahrung aus Anwendungen Seite 12

13 Erfahrung aus Anwendungen Seite 13

14 Erfahrung aus Anwendungen Seite 14

15 Technologievergleich Produktivität kann durch Gesamtbearbeitung inkl. Polieroperation auf einer Maschine stark verbessert werden Seite 15

16 Erfahrung aus Anwendungen Seite 16

17 Vorteile des Verdichtungsklopfens Seite 17

18 Kontakt Institut für Fertigungstechnik u. Hochleistungslasertechnik Karlsplatz 13/ Wien Austria Tel.: +43-(0) Fax: +43-(0) Homepage: Seite 18