Laufzeit: 01.08.2019 – 31.07.2021

Forschungseinrichtungen
Institut für Oberflächentechnik IOT der RWTH Aachen

Abstract

Aufgrund weltweiter Forderungen nach CO2-Reduktion, nimmt die Bedeutung von Leichtbaukonzepten und somit des
Aluminiumdruckgießens zu. Eine wirtschaftliche Produktion, verlangt nach einer Standzeiterhöhung der
Druckgusswerkzeuge. Hierbei rücken Druckgusskerne aufgrund des erhöhten einwirkenden Beanspruchungskollektivs in
den Fokus. Das Forschungsziel ist daher deren Standzeiterhöhung im Druckguss. Basierend auf den Ergebnissen des
Vorgängerprojekts (AiF-Nr.: 16471 N) werden vielversprechende Methoden der Oberflächenmodifikation und
Beschichtungsprozesse genutzt und weiterentwickelt. Der Forschungsschwerpunkt liegt auf der Analyse und Verbesserung
der Thermowechselbeständigkeit der Kernwerkzeuge. Die Einflüsse der Herstellungsverfahren Härten, Plasmanitrieren,
Kugelstrahlen und Beschichten auf das Eigenspannungsprofil in der Werkzeugrandzone wird in Abhängigkeit u.a. von
Thermozyklustests sowie von industriellen Druckgussversuchen quantifiziert ausgelegt. Die Hartstoffschichten werden
mittels physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD) im Lichtbogenverdampfen hergestellt. Hierbei werden neuartige
Pulsprozesse realisiert, die plasmadiagnostisch analysiert werden, um durch ein besseres Prozessverständnis kristallines
Al2O3 herstellen zu können. Ein Großteil der deutschen Druckgussmaschinenhersteller und –betreiber, Werkzeughersteller
sowie PVD- Anlagenhersteller und -Lohnbeschichter, und Zulieferer sind kleine und mittlere Unternehmen (KMU), die von
anwendungsbezogenen Forschungsergebnissen profitieren. Am Forschungsvorhaben direkt beteiligt sind ein Hersteller
von Trenn- und Schmierstoffen für den Druckguss, ein Anbieter von Verfestigungsstrahlarbeiten zur
Werkzeugvorbehandlung, ein Entwickler von Plasmastromversorgungskonzepten sowie ein Anbieter industrieller
Stromversorgungen. Relevanz der Ergebnisse besteht für Unternehmen aus den Wirtschaftszweigen Maschinenbau,
Metallerzeugung und –bearbeitung insbesondere für die Herstellung von Metallerzeugnissen im Fahrzeugbau.