Das beantragte Forschungsvorhaben „AddTool“ beabsichtigt die Entwicklung neuartiger metallischer Hybridwerkzeuge für die Kaltumformung im Niedertemperaturbereich (RT bis 200 °C) die im Einsatz eine überlagerte zyklisch-mechanische und tribologische Beanspruchung erfahren. Diese Zielsetzung erfordert Innovationen entlang der gesamten Wertschöpfungskette, angefangen von der Konstruktion, der Werkstoffentwicklung, der additiven Verarbeitung, der Auslegung geeigneter Sinter- und Wärmebehandlungsstrategien bis hin zur Bearbeitung der tribo-mechanisch beanspruchten Funktionsoberflächen. Es soll ein bestehendes Werkstoff-konzept eines Werkzeugstahls (hier: 1.2379, AISI D2, X153CrMoV12) im Hinblick auf dessen Betriebseigenschaften im Anwendungsfall und der Verarbeitung mittels der Prozesstechniken M-FFF und SLPS gezielt optimiert werden. Die M-FFF-Technologie soll durch Anwendung des SLPS-Verfahrens technologisch weiterentwickelt werden, sodass über den Stand der Technik hinaus dichtere Gefügezustände mit den für die Anwendung geforderten Material-eigenschaften erzeugt werden können. Die Produktherstellung erfordert eine grundlegende Neukonzeptionierung des Werkzeugdesigns inklusive der Definition geeigneter Fertigungs-toleranzen unter besonderer Berücksichtigung von Schrumpfeffekten der Arbeitsschicht während der SLPS-Verdichtung, der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Arbeitsschicht und Substrat, sowie der Ausbildung von Eigenspannungen und Grenzflächenreaktionen. Um eine dauerhaft zufriedenstellende Funktion des Werkzeugs und der im Werkzeug vorhandenen Grenzflächen zu gewährleisten, gilt es die während des Betriebs tribo-mechanisch initiierten Topologie- und Gefügeänderungen zu dokumentieren und daraus Modelle zur Standzeitabschätzung der neuartigen Hybridwerkzeuge abzuleiten.

Kontakt:
Lucas Wieczorek
E-Mail: wieczorek.fuw[at]uni-wuppertal.de