„Der anhaltende Trend in der Zerspanungsindustrie zu immer höherer Produktivität und Kosteneffizienz resultiert in ständig weiter steigenden Schnitt- und Vorschubgeschwindigkeiten bei gleichzeitiger Forderung nach längerer Haltbarkeit der Schnittwerkzeuge“, erläutert die neue Laborleiterin Dr. Nina Schalk, die als erste Frau diese Funktion an der Montanuniversität innehat. Meist kommen Hartmetallschneidwerkzeuge zur Anwendung, welche aus einem Hartmetallkern, umgeben von harten, verschleißfesten Schichten bestehen. Diese Schichten können durch eine weitere Optimierung des Beschichtungsprozesses noch wesentlich widerstandsfähiger gemacht werden.
Bundesministerium für Digitalisierung und Wirtschaftsstandort fördert Zukunftsthemen
„Der Verschleiß von Werkzeugen ist für die Metallverarbeitende Industrie ein äußerst wichtiges Thema“, betont MR Dr. Ulrike Unterer, Vizepräsidentin der Christian Doppler Forschungsgesellschaft und Abteilungsleiterin Technisch-wirtschaftliche Forschung im Bundesministerium für Digitalisierung und Wirtschaftsstandort. „Dieses CD-Labor zeigt einmal mehr, wie eine für die Wirtschaft wichtige Frage mit Hilfe von wissenschaftlichen Methoden angegangen werden kann – und baut dabei auf die bewährte Zusammenarbeit zwischen der Montanuniversität Leoben und der Metallverarbeitenden Industrie Österreichs auf.“
In Christian Doppler Labors wird anwendungsorientierte Grundlagenforschung auf hohem Niveau betrieben, hervorragende Wissenschafter kooperieren dazu mit innovativen Unternehmen. Für die Förderung dieser Zusammenarbeit gilt die Christian Doppler Forschungsgesellschaft international als Best-Practice-Beispiel. Christian Doppler Labors werden von der öffentlichen Hand und den beteiligten Unternehmen gemeinsam finanziert. Wichtigster öffentlicher Fördergeber ist das Bundesministerium für Digitalisierung und Wirtschaftsstandort (BMDW).“
Untersuchungen an Schadensmechanismen
Typischerweise werden, abhängig von der Beschichtungstechnik und abgeschiedenen Schicht, unterschiedliche Hartmetallsorten verwendet. Ebenso hängen die Wahl der Nachbehandlung und insbesondere deren Parameter erheblich von der Beschichtungstechnik und dem Schichtwerkstoff ab. Die Kombination von Hartmetallsorte und Schichtwerkstoff bestimmt wiederum das Anwendungsfeld. Es gibt jedoch keine systematischen Untersuchungen dazu, wie Verschleiß- und Schadensmechanismen von der Art des Zerspanungsprozesses, sowie der Kombination von Hartmetallsubstrat und Schicht abhängen. „Dieses CD-Labor wird diese Mechanismen nun erforschen und daraus Rückschlüsse zur Optimierung der Mikrostruktur der Schicht, dem Design von Schichtzusammensetzung und -architektur und zur geeigneten Nachbehandlungen ziehen“, erörtert Schalk. Dafür werden die beschichteten Hartmetallproben jeweils direkt nach der Beschichtung, der Nachbehandlung und der Zerspanung mittels hochauflösender Methoden untersucht, mit dem Ziel die Grundlagen des Schichtwachstums und die Vorzüge der Herstellung neuer Schichtmaterialien besser zu verstehen. Auf Basis dieser Erkenntnisse kann die Substrat/Schicht-Grenzfläche, die Schicht selbst und die Nachbehandlung für die jeweilige Anwendung optimiert und die Wirtschaftlichkeit für eine industrielle Nutzung geprüft werden. „Es ist zu erwarten, dass die Anwendung dieses neuartigen, ganzheitlichen Untersuchungsansatzes zur Entwicklung moderner, leistungsfähiger beschichteter Hartmetallwerkzeuge mit deutlich verbesserter Schneidleistung führen wird“, ist sich Schalk sicher.
Weitere Informationen
Dr. Nina Schalk
E-Mail: nina.schalk(at)unileoben.ac.at
Tel.: 03842/402 4240
