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21.05.2012

Diamantfolien schützen vor Werkzeugverschleiß

Werkzeuge für das Kunststoffspritzgießen sind hohem Verschleiß ausgesetzt, da mehrere verschleißfördernde Mechanismen zusammenwirken. Dazu gehören beispielsweise hohe Temperaturen, schnelle Temperaturwechsel, aggressive Umgebungsbedingungen oder lokal bzw. temporär stark unterschiedliche mechanisch-tribologische Belastungen.

Aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften und ihrer chemischen Stabilität stellen Diamantschichten einen sehr guten Verschleißschutz dar. So wird bei spanabhebenden Werkzeugen (z. B. Bohrern oder Fräsern) synthetischer kristalliner Diamant als Schutzschicht zur Verschleißreduktion eingesetzt. Werkstoffe wie Stahl, Aluminium oder Kunststoff erlauben jedoch keine herkömmliche Diamantbeschichtung, da sie durch die hohen Temperaturen von über 800°C beim Beschichtungsvorgang Schaden nehmen. Dem Forschungsverbund ForLayer ist es nun gelungen, Diamantbeschichtungen auch für diese Werkstoffe verfügbar zu machen. Darüber hinaus ist es auch möglich, lokal stark beanspruchte Bereiche auf Werkzeugen gezielt zu schützen.

Die Forscher trennten die Erzeugung der Diamantschicht und das Aufbringen auf das Werkzeug voneinander. Im ersten Schritt werden selbsttragende Diamantfolien mit einer Dicke von bis zu 100 µm hergestellt. Diese Folien lassen sich anschließend bei moderaten Temperaturen auf das Substrat aufbringen. Tests auf Bauteilen aus dem Kunststoffspritz- und Aluminiumdruckguss belegten, dass auf diese Weise ein hervorragender Verschleißschutz erreicht werden kann. Da der Anteil der Werkzeugtechnik an den Produktionskosten relativ hoch ist, eröffnen diese Verschleißschutzmaßnahmen ein großes Sparpotential in der Fertigung.

Dr.-Ing. Harald Sambale
sambale <AT> hanser.de

ATZ Entwicklungszentrum
An der Maxhütte 1
DE 92237 Sulzbach-Rosenberg
Tel: +49 9661 908-0


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