Laserbasierte Schneidkantenpräparation von binderlosen PcBN-Werkzeugen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Berend Denkena
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 515941253

Ständig wachsende Anforderungen an die Leistungsfähigkeit von Schneidwerkzeugen führen zur Entwicklung neuer Hochleistungsschneidstoffe. Durch die Synthese von polykristallinem kubischem Bornitrid ohne Bindephase kann dieser Schneidstoff aufgrund seiner hohen Härte und Zähigkeit bei gleichzeitig hoher chemischer Beständigkeit für die Bearbeitung von schwer zerspanbaren Werkstoffen eingesetzt werden. Während die hohe Härte des binderlosem PcBN zu einer deutlichen Leistungssteigerung bei der Zerspanung führt, verursacht diese Eigenschaft derzeit erhebliche Mehrkosten in der Produktion. Der Einsatz von mechanisch gebundenen Verfahren zur Erzeugung der Schneidengeometrie von Werkzeugen aus binderlosem PcBN führt aufgrund des hohen Werkzeugverschleißes in den eingesetzten mechanischen Bearbeitungsschritten zu hohen Kosten. Um das volle Leistungspotenzial von Werkzeugen aus binderlosem PcBN auszuschöpfen, ist die gezielte Erzeugung der Schneidkantenmikrogeometrie unerlässlich. Die Laserablation ermöglicht einen verschleißfreien Materialabtrag bei hoher Flexibilität hinsichtlich der zu erzeugenden Geometrie. Auf diese Weise könnten kostengünstigere Werkzeuge aus binderlosem PcBN bei gleichzeitiger Steigerung der Leistungsfähigkeit hergestellt werden. Durch abgeschlossene Grundlagenforschungsprojekte des IFW bestehen Kenntnisse, um die die Leistungsfähigkeit von binderhaltigem PcBN durch die laserbasierte Schneidkantenmikropräparation zu steigern. Die vorliegenden Kenntnisse beziehen sich auf die Lasermaterialbearbeitung von PcBN. Der Wissenstransfer von der Laserpräparation konventioneller PcBN-Sorten auf binderloses PcBN ist jedoch noch nicht erfolgt und bietet somit das Potential, die Leistungsfähigkeit von binderlosem PcBN signifikant zu steigern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen (Transferprojekt)
• Anwendungspartner: DMG MORI Ultrasonic Lasertec GmbH; LASERTEC; SUMITOMO ELECTRIC Hartmetall GmbH