Mit einer ganzheitlichen Betrachtung der Oberflächen- und Randzoneneigenschaften diverser Bauteile erforschen Wissenschaftler des IFW, wie diese gezielt für industrielle Anwendungen genutzt werden können. Das Industrieforum bietet die Möglichkeit, grundlegende Kenntnisse über Oberflächen- und Randzoneneigenschaften für die konkreten Herausforderungen der Mitgliedsunternehmen zu erzeugen. Zur Auslegung von Bauteilen werden oftmals lediglich klassische Oberflächeneigenschaften herangezogen, weil nicht bekannt ist, welche Möglichkeiten eine erweiterte Betrachtung der Randzone schafft. Hierbei wird die Randzone als der Volumenbereich des Werkstoffs bezeichnet, dessen Eigenschaften durch den Bearbeitungsprozess verändert wurden.
Das Industrieforum SMART Surfaces bietet über eine breit aufgestellte fachliche Kompetenz hinaus die Möglichkeit eines Informations- und Erfahrungsaustausches zwischen den Unternehmen. Die Treffen des Industrieforums finden in einem halbjährlichen Rhythmus im Wechsel am IFW und bei einem der Partnerunternehmen statt. Das 18. Arbeitskreistreffen wurde bei Oerlikon Surface Technologies in Balzers, Liechtenstein, durchgeführt. Oerlikon Surface Technologies ist mit seinen Marken wie bspw. Oerlikon Balzers oder Oerlikon Metco einer der führenden Anbieter für Oberflächen- und Beschichtungslösungen. Die Produkte finden in einer Vielzahl an Branchen Anwendung, von der Zerspanung bis zur Luft- und Raumfahrttechnik. Ebenso vielseitig sind die Projekte des Industrieforums, in denen die Auslegung und Fertigung von Oberflächen- und Randzoneneigenschaften funktionsorientiert und wirtschaftlich realisiert wird. Mit diesem Angebot konnte Schaeffler Technologies als neues Mitglied für den Arbeitskreis gewonnen werden. Als Anbieter von Systemen für Antriebsstrang und Fahrwerk sowie Wälz- und Gleitlagerlösungen für eine Vielzahl von Industrieanwendungen gibt es eine große Schnittmenge mit den Projekten des Industrieforums SMART Surfaces.
Dies zeigt sich besonders im ersten laufenden Projekt „Finish-Bearbeitung von Komponenten des E-Antriebsstrangs“. Ziel des Projekts ist die Optimierung der Topografie von Wälzlagerkomponenten zur Minimierung der Geräuschemissionen. Hinsichtlich der Elektrifizierung des Antriebstrangs und somit der notwendigen deutlichen Reduzierung der Motorengeräusche werden bei OEMs alle Komponenten des Antriebsstrangs auf die Geräuschentwicklung hin optimiert. In dem laufenden Projekt des Industrieforums werden unterschiedliche Fertigungsverfahren wie beispielsweise das Kurzhubhonen, das Fest - bzw. Glattwalzen oder das Schäldrehen untersucht, um Oberflächentopografien einzustellen, die eine Geräuschemission verringern.
Das zweite laufende Projekt legt den Fokus auf die Randzoneneigenschaften von additiv gefertigten Bauteilen. Die Randzone additiv gefertigter Bauteile unterscheidet sich von der Randzone von Halbzeugen, die auf konventionellem Weg hergestellt wurden. Insbesondere die von additiv gefertigten Bauteilen bekannte, raue Oberflächentopografie macht eine mechanische Nachbearbeitung an Funktionsflächen notwendig. Die Wechselwirkungen zwischen additiven und subtraktiven Fertigungsprozessen beeinflussen nicht nur die Oberflächenrauheit, sondern auch die Ermüdungsfestigkeit. Das Ziel des Projekts ist es, den Einfluss der Fertigungsverfahren Drehfräsen, Walzen, Kurzhubhonen und Drehen auf die Randzone und die damit verbundene Ermüdungsfestigkeit zu ermitteln. Dies geschieht unter Berücksichtigung der initialen Oberfläche, die nach der additiven Fertigung der Bauteile vorhanden ist.
Im dritten laufenden Projekt „Sensitivität von Randzoneneigenschaften“ wird der Einfluss von geringen Abweichungen einzelner Prozessparameter des Kurzhubhonens und des Festwalzens auf die Randzoneneigenschaften und die damit verbundene Lebensdauer untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass beispielsweise der Festwalzprozess bei den untersuchten Walzdrücken sehr reproduzierbar, gleiche Randzoneneigenschaften in den Proben erzeugt. Gleiches gilt für das Kurzhubhonen, das insbesondere im oberflächennahen Bereich reproduzierbare Randzoneneigenschaften erzeugt.
Sollte das Industrieforum SMART Surfaces (Industrieforum SMART Surfaces › PIN Hannover (pin-hannover.de)) Ihr Interesse geweckt haben oder Sie wollen mehr Informationen über das Vorgehen oder aktuelle Projekte erfahren, können Sie gerne Kontakt zu uns aufnehmen. Über eine Teilnahme an der PIN-Konferenz würden wir uns ebenfalls sehr freuen. Hierfür genügt an die folgende Adresse eine einfache E-Mail: wege@ifw.uni-hannover.de
