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A Rozsnyai:
"Laser hardening of deep drawing tools for industrial usage";
Betreuer/in(nen): G. Liedl; Institut für Fertigungstechnik und Hochleistungslasertechnik), 2018; Abschlussprüfung: 12.12.2018.

In dieser Diplomarbeit werden die verschiedenen Verschleißmechanismen von Tiefziehwerkzeuge bzw. die Prävention dieser Probleme durch Laserhärten untersucht. Die Abnutzung der Werkzeuge kann bei der Verarbeitung von Metallblechen in vieler Fällen von der inadäquaten Oberflächenhärte abgeleitet werden. Aufgrund der niedrigen Härte des Werkzeugs entstehen Kratzer auf der Tiefziehradien und an den Schnittkanten, die später auf das zu verformende Blech übertragen werden. Die erarbeitete Laserhärtestrategie ist daher von großer Bedeutung zur Vermeidung solcher Oberflächenbeschädigungen für industrielle Anwendungen. Im ersten Teil wird der theoretische Hintergrund und der Stand der Technik von Laser dargestellt. Danach gibt es ein kleiner Umweg, wobei die möglichen Härtemessungsmethoden untersucht werden bzw. das passende Verfahren für Härtemessung von Dünnschichten ausgewählt wird. In den Experimenten werden die zwei einfachsten Geometrielemente von Tiefzieh- und Presswerkzeuge tiefgreifend analysiert, nämlich die Tiefziehradien und Schneidkanten. Zuerst wird die übliche Härtestrategie von Radien mit Hilfe von mikroskopische Aufnahmen erläutert und nachher wird eine verbesserte Methode, das sogenannte "dreimaliges Härten" (engl. three times hardening) vorgeschlagen. Die neue und erweiterte Methode verringert die Rate der Abnutzung und erhöht damit die Lebensdauer der Werkzeuge bis zu 500 %. Für die Experimente werden Proben aus drei gewöhnlichen Werkzeugstähle hergestellt, nämlich 1.2312 (Warmarbeitsstahl - Böhler M200), 1.2379 (Kaltarbeitsstahl - Böhler K110) und 1.1730 (Karbonstahl - C45). Die Geometrie der Proben wurde so eingestellt, dass die Größenänderung der Radien mitberücksichtigt werden kann. Nach dem "Einmal-" und "Dreimal-härten" werden die Proben geschnitten und für das Ätzen vorbereitet, um mikroskopische Aufnahmen zu machen bzw. um die Unterschiede der Methoden untersuchen zu können. Beim Härten von Schneidecken werden die gleiche Stähle verwendet. Hier wird die Funktionalität und Schneidrichtung ebenfalls mitberücksichtigt, um den besten Einfallswinkel des Laserstrahls zu finden. Die Ergebnisse werden durch realen Werkzeuge validiert und ferner wird auch die Effienz des Laserhärtens von der Kostenseite her geprüft.

Laserhärten

https://publik.tuwien.ac.at/files/publik_274464.pdf