Verbesserung des tribologischen Einsatzverhaltens im Presshärteprozess durch Verwendung maßgeschneiderter laserimplantierter Werkzeugoberflächen

dc.contributorMerklein, Marion
dc.contributorRethmeier, Michael
dc.contributor.advisorMerklein, Marion
dc.contributor.authorSchirdewahn, Stephan
dc.contributor.editorFranke, Jörg
dc.contributor.editorHanenkamp, Nico
dc.contributor.editorMerklein, Marion
dc.contributor.editorHausotte, Tino
dc.contributor.editorMüller, Sebastian
dc.contributor.editorSchmidt, Michael
dc.contributor.editorWartzack, Sandro
dc.date.accessioned2024-03-15T09:00:31Z
dc.date.available2024-03-15T09:00:31Z
dc.date.issued2024
dc.descriptionParallel erschienen als Druckausgabe bei FAU University Press, ISBN: 978-3-96147-721-0
dc.description.abstractDas Presshärteverfahren ist eine Schlüsseltechnologie zur ressourceneffizienten Herstellung sicherheitsrelevanter Karosseriekomponenten. Während der Umformung treten jedoch hohe Reibungs- und Verschleißerscheinungen an den interagierenden Werkzeug- und Werkstückwirkflächen auf, die sowohl die Bauteilqualität als auch die Maschinenstandzeit nachhaltig beeinträchtigen. Um die bestehenden Verfahrensgrenzen zu erweitern, wird daher eine Modifikation der Presshärtewerkzeuge mittels Laserim-plantation angestrebt. Das Verfahren basiert auf dem lokalen Dispergieren keramischer Hartstoffpartikel in die Werkzeugoberfläche, infolgedessen hochfeste und erhabene Strukturen im Mikrometerbereich entstehen. Aufgrund der signifikanten Reduzierung der Kontaktfläche sowie der hohen Verschleißbeständigkeit der eingesetzten TiB[2]- Hartstoffe wird ein verbessertes tribologisches Einsatzverhalten unter presshärtetypischen Prozessbedingungen erwartet. Anhand von Reib-, Verschleiß- und Abkühlversuchen konnten Ursache-Wirkzusammenhänge identifiziert und maßgeschneiderte Oberflächen-modifikationen generiert werden. Die Wirksamkeit der Technologie wurde abschließend mittels Presshärteversuchen unter Verwendung eines industrienahen Demonstrators verifiziert. Mit dem erarbeiteten Wissen ist die Möglichkeit gegeben, pressgehärtete Bauteile ressourceneffizient und beanspruchungsgerecht herzustellen, wodurch ein nachhaltiger ökonomischer und ökologischer Nutzen in Form höherer Bauteilqualitäten, niedriger Ausschussquoten und längerer Werkzeugstandzeiten geschaffen wird.de
dc.description.abstractHot stamping has been established as key technology for a resource-effi-cient production of safety-relevant car body components. During the form-ing operation, however, high friction coefficients and wear occur on the interacting tool and workpiece surfaces, which have a lasting effect on the part quality and tool lifetime. To extend the process limits, an innovative surface engineering technology named laser implantation process was used within this research work. The technology is based on the localized dispers-ing of hard ceramic particles into the tool surface, which results in high-strength and protruded spots in micrometer range. Due to the significant reduction of the contact area and the high wear resistance of the TiB[2] hard materials, an improved tribological behavior is expected under hot stamp-ing conditions. For this purpose, friction, wear and quenching tests were carried out to identify the cause-effect relationships. Finally, the effective-ness of the technology was tested by hot stamping industrial related com-ponents with a tailored laser-implanted tool geometry. Based on the knowledge, it is possible to produce hot stamped components in a re-source-efficient and stress-optimized manner, which creates sustainable economic and ecological benefits in the form of higher component quality, lower reject rates and longer tool life.en
dc.format.extentviii, 177 Seiten
dc.identifier.citationmb.fau.de/diss
dc.identifier.isbn978-3-96147-722-7
dc.identifier.urihttps://open.fau.de/handle/openfau/30766
dc.identifier.urihttps://doi.org/10.25593/978-3-96147-722-7
dc.language.isode
dc.provenanceFriedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Technische Fakultät
dc.publisherFAU University Press
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
dc.subjectIngenieurwissenschaften
dc.subjectMaschinenbau
dc.subjectProduktionstechnik
dc.subjectPresshärten
dc.subjectFormhärten
dc.subjectLaserimplantation
dc.subjectWerkzeuge
dc.subjectTribologie
dc.subjectOberflächentechnik
dc.subjectVerschleiß
dc.subjectFertigungstechnologie
dc.subjectBlechumformung
dc.subjectWarmumformen
dc.subjectReibung
dc.subjectOberflächentechnologie
dc.subject.ddcDDC Classification::6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::60 Technik::600 Technik und Technologie
dc.subject.ddcDDC Classification::6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::62 Ingenieurwissenschaften::620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Bereiche
dc.subject.ddcDDC Classification::6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::67 Industrielle Fertigung::670 Industrielle Fertigung
dc.titleVerbesserung des tribologischen Einsatzverhaltens im Presshärteprozess durch Verwendung maßgeschneiderter laserimplantierter Werkzeugoberflächende
dc.titleImprovement of the tribological behavior during hot stamping by using tailored laser-implanted tooling systemsen
dc.typedoctoralthesis
local.date.accepted2023-12-11
local.publisherplaceErlangen
local.sendToDnbfree
local.series.nameFAU Studien aus dem Maschinenbau
local.series.number437
local.subject.fakultaetTechnische Fakultät / Department Maschinenbau / Lehrstuhl für Fertigungstechnologie (LFT)
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Diss. Reihe Maschinenbau, Band 437
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