Motivation

Kommende Hochtechnologie-Fahrzeuge der Luft und Raumfahrttechnik beinhalten
einen zunehmenden Anteil abrasiver Verbundwerkstoffe und Faserwerkstoffe. Die zerspannende Bearbeitung dieser Werkstoffe in der geforderten Güte führt
derzeit zu inakzeptabel hohem Werkzeugverschleiß. Die Werkzeuge sind teilweise
nach der Bearbeitung eines Werkstückes verschlissen. (Beispiel: Bohren von
Ruderbefestigungen in einem Schritt). Diamant stellt aufgrund seiner herausragenden physikalischen Eigenschaften einen idealen Werkstoff für Werkzeuge dar.

Projektziel

Hier sollen nanodiamantbeschichtete 3D-Hartmetallwerkzeuge mit Kantenradien im nm-Bereich hergestellt werden. Diese sollen die bestehende Standzeit um den Faktor 10 erhöhen. Dazu muss

• der Hartmetall-Grundkörper
  • reproduzierbar eine definierte und für die anschließende
    Beschichtung geeignete Oberflächenbeschaffenheit
    aufweisen

• die Nanodiamantbeschichtung
  • eine maximale Stabilität aufweisen (Härte, Bruchspannung)
  • eine extrem hohe Haftung zum Hartmetall-Grundkörper
    aufweisen
  • eine minimale Schichtrauheit aufweisen
• die Schärftechnologie
  • die geforderte Werkzeugschärfe auf komplexen 3DGeoemtrien
    erzeugen
  • die herausragenden Eigenschaften der
    Nanodiamantschicht konservieren

Projektaufgaben Universtität Ulm

Nanodiamantbeschichtung:

• Physikalisch-chemische Konditionierung des Werkstücks für die Diamantbeschichtung (Cobalt-Management)
• Werkzeugbeschichtung mit Nanodiamant
• Reduzierung der Schichtrauheit durch Verringerung der Kristallitgröße bis hin zur Ultra-Nano-Kristallin-Beschichtung
• Optimierung der Werkzeugbeschichtung zugeschnitten auf die Anforderung des Diamantschärfprozesses