Einsatz additiv gefertigter Schmiedegesenke mit konturangepasster Innenkühlung

Das Forschungsvorhaben verfolgt das wesentliche Ziel, eine Erhöhung der Werkzeugstandmenge durch die Einbringung konturangepasster Innenkühlkanäle in Schmiedegesenke zu erreichen. Aufgrund der schwierigen Realisierbarkeit innerer Strukturen mit spanenden Fertigungsverfahren werden diese mittels additiver Fertigungsverfahren (selektives Laserschmelzen) hergestellt. Als Werkzeugwerkstoff wird der praxisrelevante Warmarbeitsstahl 1.2365 verwendet. Zur Beurteilung der veränderten Kühlkonzepte werden umfangreiche Serienschmiedeversuche mit prozessbegleitenden Verschleißuntersuchungen durchgeführt. Hinsichtlich des Werkzeugverschleißes ist insbesondere die thermische Beanspruchung der Schmiedegesenke kritisch zu beurteilen. Durch eine innere Werkzeugkühlung ist aufgrund einer effektiveren und permanenten Wärmabfuhr von einer geringeren Entfestigung des Warmarbeitsstahls auszugehen. Dies wirkt sich positiv auf das abrasive Verschleißverhalten und die plastische Deformation entfestigter Bereiche aus. Die inneren Kühlkanäle können zusätzlich für die Werkzeugerwärmung genutzt werden, wodurch die Schmierstoffhaftung erhöht und die Thermoschockbeanspruchung reduziert wird. Für die Kühlung und die Erwärmung wird eine Gesenktemperierung entwickelt. Durch die Kühlschmierstoffeinsparung verkürzen sich die Taktzeiten während der Umformung, wodurch die Produktionskosten gesenkt werden. Weiterhin wirkt sich eine Reduzierung des Kühlschmierstoffs positiv auf die Umwelt, die Arbeitssicherheit und die Beschaffungskosten aus. Durch das Kombinieren konventioneller und innerer Kühlkonzepte ist eine maximale Kühleffizienz bzw. Standmengenerhöhung der Werkzeuge realisierbar. Von dem Forschungsvorhaben profitieren Unternehmen aus den Branchen Warmmassivumformung und additive Fertigung.