Aufbau einer Piezopeeninganlage zur gezielten Randschichtverfestigung von 42CrMo4 im vergüteten Zustand

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Jürgen Hoffmeister
• Fachliche Zuordnung: Materialien und Werkstoffe der Sinterprozesse und der generativen Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 160442084

Im Rahmen des Vorhabens soll ein neues Randschichtverfestigungsverfahren „Piezopeening“ auf Basis eines Piezoaktors aufgebaut werden. Bei diesem Verfahren sollen die verfahrensbedingten Einschränkungen hinsichtlich der einzustellenden Verfestigungszustände, Eigenspannungszustände und Rauheit der konventionellen Randschichtverfestigungsverfahren Kugelstrahlen und Festwalzen beseitigt werden. Bei der aufzubauenden Anlage soll ein Indentor durch einen Piezoaktor zu kontrollierten hochfrequenten Schwingungen angeregt und frei über die zu verfestigende Bauteiloberfläche bewegt werden. Neben tiefreichenden Druckeigenspannungen, ähnlich derer beim Festwalzen, sollen Verfestigungszustände, wie sie beim Kugelstrahlen auftreten, eingebracht werden. Durch die kontrollierte Führung des Aktors soll zusätzlich eine hohe Oberflächengüte realisiert werden. Mit dieser neu aufgebauten Anlage soll eine Parameterstudie an 42CrMo4 in vergütetem Zustand durchgeführt werden. Bei dieser Untersuchung sollen Parameter, wie z.B. die Amplitude, die Frequenz oder die Vorschubbewegung variiert werden, um anschließend die Eigenspannungsverteilung, sowie die Verfestigung und Oberflächenrauheit zu bestimmen. Ergänzende Simulationsrechnungen sollen ein besseres Prozessverständnis ermöglichen und zur Identifikation optimaler Prozessparameter beitragen. Abschließend sollen die Vorteile des neuen Verfahrens „Piezopeening“ durch einen Vergleich des Verhaltens bei schwingender Beanspruchung mit den konventionellen Verfahren bestätigt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen