Einsatz von Pikosekundenlasern zur Modifikation von Hochleistungswerkzeugen
Die Modifikation von Hochleistungswerkzeugen stellt für die Werkzeugindustrie ein immenses wirtschaftliches Potenzial dar. Werkzeuge, die mit einem hochharten Schneidstoff beschichtet sind, kosten in ihrer Anschaffung zwar mehr, sind von ihrem Einsatzverhalten jedoch deutlich effizienter als kommerzielle Werkzeuge und sichern dazu noch eine höhere Qualität des bearbeiteten Halbzeugs. Dennoch sind hochhart beschichtete Werkzeuge mit Spanleitstufe auf dem Markt immer noch eine Rarität. Aus diesem Grund wurde in einem Gemeinschaftsprojekt des Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) und des Fraunhofer IPK zusammen mit Partnern aus der Industrie der Einsatz von Pikosekundenlasern zur Nachbearbeitung von Hochleistungswerkzeugen untersucht.
Von Thorben von Mackensen
Einleitung
Auf kommerziellen Werkzeugen sind eingebrachte Spanleitstufen heute keine Seltenheit mehr. Seitdem ihre Vorteile hinsichtlich Prozesssicherheit und Wirtschaftlichkeit entdeckt wurden, werden sie über verschiedene Verfahren wie z. B. Funkenerosion oder herkömmliche Schleiftechnik in die Werkzeuge eingebracht. Eine äquivalente Modifikation von Hochleistungswerkzeugen stellt jedoch eine große Herausforderung für die Werkzeughersteller dar. Oftmals lassen sich die Schneidstoffschichten aus hochharten Materialien aufgrund geringer elektrischer Leitfähigkeit nicht durch funkenerosive Verfahren bearbeiten, sodass auf kommerzielle Schleiftechnologie zurückgegriffen werden muss. Das Schleifen selbst ist dabei ein aufwändiger und zeitintensiver Prozess, bei dem durch die Bearbeitung der hochharten Schneidstoffe ein erheblicher Verschleiß an den Schleifwerkzeugen entsteht [1, 2]. Unter diesen Gesichtspunkten stellt die Lasertechnologie eine geeignete Alternative zur Bearbeitung hochharter Werkstoffe dar. Die Laserbearbeitung erfolgt berührungslos und ist zudem unabhängig von der elektrischen Leitfähigkeit sowie der Härte des Materials. Darüber hinaus tritt bei der Generierung der Spanleitstufe kein Verschleiß am Werkzeug auf, der zu Ungenauigkeiten in der erzeugten Struktur führt. Zudem können durch die genaue Fokussierung des Strahles Strukturen mit einer höheren Aufl ösung gegenüber der Schleiftechnologie gefertigt werden [3].
