Vorbehandlung von Mikrohartmetallwerkzeugen vor dem Beschichten durch das Strahlen mit festem Kohlendioxid

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Eckart Uhlmann
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 433825513

Das Strahlen mit festem Kohlendioxid wird bisher vorwiegend nur zur Reinigung von Werkstücken eingesetzt wird. Im vorliegenden Projekt wird die Eignung zur Substitution der konventionellen Prozesskette mit allen Vorbehandlungs-, Reinigungs- und Nachbehandlungsverfahren beim Beschichten von Mikrohartmetallwerkzeugen untersucht. Ziel ist das Schaffen von technologischen Grundlagen zum Einfluss des Trockeneisstrahlens auf die Schichthaftfestigkeit aufgebrachter PVD-Beschichtungen und somit auf die Standzeit beschichteter Werkzeuge. Dazu werden Hartmetallwerkstücke durch das Strahlen mit festem Kohlendioxid bearbeitet und die Beschichtungseigenschaften mit konventionell gereinigten und vorbehandelten Werkstücken verglichen. Da CO2 bei Umgebungsdruck nur in fester oder gasförmiger Phase vorliegen kann, sublimiert das Strahlmittel nach dem Auftreffen auf die zu bearbeitende Oberfläche, wodurch keine Rückstände auf der Werkstückoberfläche zurückbleiben und eine Entsorgung des Strahlmittels entfällt. Der Prozess gilt somit im Vergleich zu den konventionellen Vorbehandlungsverfahren als rückstandsfrei. Mithilfe statistischer Versuchsplanung werden experimentelle Untersuchungen an Hartmetallhalbzeugen durchgeführt. Ein empirisches Prozessmodell dient als Basis für eine Modellbildung zur mathematischen Darstellung der funktionalen Zusammenhänge zwischen den Eingangsparametern und den erzeugten Oberflächen- und Beschichtungskenngrößen. Die gewonnen Erkenntnisse zum Strahlen mit festem CO2 als Vorbehandlung-, Reinigungs- und Nachbehandlungsverfahren von PVD-beschichteten Hartmetallhalbzeugen sollen abschließend auf Hartmetallwerkzeuge, insbesondere Mikrofräser, übertragen werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen