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Neue Methode

Laser verlängert Einsatzdauer von Druckguss-Werkzeugen

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Fraunhofer-Institut für Lasertechnik

Verschleiß von Druckgussformen wird stark verringert

Die Vorteile von LMD und EHLA für die Gießereiindustrie sind demnach vielfältiger Prägung und reichen damit weit über eine Verlängerung der Werkzeuglebensdauer hinaus. Besonders für Druckgussformen, die, wie schon gesagt, extremen Temperaturwechseln und abrasivem Verschleiß ausgesetzt sind, bietet das alles einen klaren wirtschaftlichen und technischen Mehrwert, wie die Forscher glauben. Aktuelle Forschungsarbeiten zeigen wohl auch, dass sich durch die gezielte Beschichtung von Funktionszonen der verschleißbedingte Materialabtrag erheblich reduzieren lässt. Denn anhand von Gleitreib-Verschleißtests wurden Verbesserungen von bis zum Faktor 40 (im Vergleich zu herkömmlichem Werkzeugstahl) festgestellt. Das war aber abhängig von der gewählten Legierung und von der Prozessführung, wie die Forscher anmerken. Werkstoffe wie etwa ein hochlegierter Karbid bildender Werkstoff erreichen immerhin Härten bis zu 930 HV (nach Vickers) bei gleichzeitig stoffschlüssiger Anbindung an den Grundwerkstoff. Diese Ergebnisse demonstrierten nun eindrucksvoll, dass sich die Standzeiten von Druckgussformen signifikant erhöhen ließen.

LMD führt auch zu einer höheren Materialeffizienz

Aber außer der Standzeitsteigerung winkt mit LMD auch eine bessere Materialeffizienz. Denn während konventionelle Werkzeuge häufig vollständig aus teurem, hochlegiertem Werkzeugstahl gefertigt werden, kann durch den Einsatz von LMD ein recht günstiger Baustahl als Basis für die Form verwendet werden. Dann werden lediglich die Bereiche, die tatsächlich hohen Belastungen ausgesetzt sind, mit einer Hartlegierung per LMD beschichtet. Dieses „Material on Demand“-Prinzip reduziert aber nicht nur die Kosten! Es verringert auch den Bearbeitungsaufwand. Durch den endkonturnahen Materialauftrag entfällt außerdem ein Großteil der sonst nötigen und aufwendigen Fräsoperationen. Die Formen lassen sich folglich schneller in Betrieb nehmen.

Risse und Ausbrüche am Werkzeug sind reparabel

Und Werkzeuge, die Risse oder Ausbrüche erlitten haben, wurden bisher vollständig ersetzt. Doch nun können sie aber durch LMD regeneriert werden. Die beschädigten Zonen werden ja gezielt nachschweißbar, um danach spanend bearbeitet zu werden, sodass die Werkzeuge wieder die ursprüngliche Geometrie zeigen. Diese Möglichkeit eröffne nicht nur wirtschaftliche Einsparpotenziale, sondern reduziere auch die Abhängigkeit von langen Lieferketten für neue Druckgussformen. Besonders bei großen und komplexen Exemplaren, die individuelle Fertigungsprozesse erfordern, ist diese Flexibilität ein entscheidender Faktor in puncto Wirtschaftlichkeit.

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