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Einsatz keramischer Aktivelemente in der industriellen Stanztechnik (2012-2013)


Kurzbeschreibung

Standzeituntersuchungen mit Stanzstempel aus Keramik. Vorteile der Materialien sollten im Vergleich zu einem Hartmetallstempel nachgewiesen werden. 4 Keramiken wie Si3N4, Si3N4-TiN, ZrO2 und SiAlON sind Bestanteil der Versuche.

Projektziele

Aus dieser Problemstellung heraus ergeben sich folgende Notwendigkeiten und Anforderungen an eine Verbesserung der bisherigen Aktivelemente in der Stanz-Technik:

  • Entwicklung, Testen und Verifizierung neuer keramischer Schneidstempelwerkstoffe. 
  • Keramikgerechte Entwicklung, Konstruktion und Fertigung eines geeigneten Stanzwerkzeuges für die spanlose Bearbeitung (unter besonderer Berücksichtigung der industriellen und automatisierten Anforderungen in Stanz-Werkzeugmaschinen). 
  • Ermittlung und Erarbeitung “optimaler“ prozess-spezifischer Parameter (z.B. max. Hubzahl, Schnittgeschwindigkeit) im Dauerbetrieb einer Stanz- Biegemaschinen beim Einsatz keramischer Aktivelemente im Stanzprozess. Daraus resultierend erfolgt die Beurteilung und Bewertung erreichbarer Standmengen und Teilequalitäten. 
  • Ermittlung und Erarbeitung wichtiger werkzeug-spezifischer Parameter (wie z.B. Schnittspalt, Werkzeugverschleiß,... ) zur Verbesserung und Erhöhung der Werkzeugstandzeiten beim Stanzen mit keramischen Aktivelementen.
  • Durchführung von Stanz-Untersuchungen mit keramischen Aktivelementen mit Variation der Werkstoffe (z.B. hochleitfähige Kupferlegierungen; hochfeste Stahlwerkstoffe), der Schmiermittel und der Werkzeugeinstellungen (z.B. Schnittspalt) zur Ermittlung erreichbarer Standmengen und Teilequalitäten im Vergleich zu konventionellen Aktivelementen. 
  • Bestimmung und Erfassung der Verschleißgrößen sowie Dokumentation der Verschleißkenngrößen und Ermittlung der Versagenskriterien über die produzierte Stückzahl. 
  • Erstellen von Anwendungs- und Einsatzempfehlungen für den industriellen Einsatz sowie Richtlinien für das Stanzen mit keramischen Aktivelementen. 
  • Kostenabschätzung bzw. Nutzenanalyse für die Implementierung der technologisch und wirtschaftlich am interessantesten Keramiken als Aktivelemente. 
  • Das gesamte Aufgabenpaket diese Forschungsprojektes umfasst und beinhaltet somit alle dominierenden und entscheidenden Kriterien, die für die industriellen Fertigung und für den wirtschaftlichen Einsatz von keramischen Aktivelementen (Schneidstoffen) in der Stanz-Technik als Entscheidungsgrundlage zwingend notwendig sind.

Veröffentlichungen / Arbeiten



Gefördert durch:


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