Beschichtung von Schneidwerkzeugen ermöglicht bessere Maschinenbearbeitungsvorgänge
Der Einsatz ausgewählter, per physikalischer Gasphasenabscheidung (physical vapour deposition, PVD) nanostrukturierter Beschichtungen kann Schneidwerkzeuge aufwerten und eine Bearbeitungstechnik unterstützen, die bereits bei der maschinellen Bearbeitung anderer Werkstoffe wie etwa Stahllegierungen erfolgreich eingesetzt werden konnte. Derartige Schichten können die Reibung herabsetzen sowie die Gefahr der Überhitzung vermindern und eventuell sogar den Einsatz von Schmierstoffen überflüssig machen. Sie versprechen schnellere Bearbeitungsgeschwindigkeiten, verzögertes Erscheinen lokaler Verschleißfehler und längere Werkzeugstandzeiten.% Das EU-finanzierte Matina-Projekt ("Innovative PVD nano-coatings on tools for machining titanium and nickel alloys") hatte längere Schneidwerkzeugstandzeiten, eine schnellere maschinelle Bearbeitung und das Reduzieren/Weglassen von Schmier- und Kühlmitteln für eine wirtschaftlichere Fertigung von Teilen aus Nickel (Ni) und Titan (Ti) im Fokus. Es wurden neue Beschichtungen mit einem speziellen Dotierungselement erfunden, wobei die Projektpartner auch an der Entwicklung anderer nanostrukturierter Beschichtungen arbeiteten. Man unterzog verschiedene Abscheidungsparameter einer Analyse, um den Einfluss von angezieltem Dotierungsgrad, Prozesstemperatur und Stickstoff-Partialdruck zu bestimmen. Die Beschichtungssynthese konnte optimiert werden. Es wurden Beschichtungen zur Anwendung auf bestimmten Werkzeugen ausgewählt, die bei der Durchführung von Probebearbeitungen Einsatz finden. Bei der maschinellen Bearbeitung von Ti-Legierungen führte eine durch Magnetronsputtern auf die Schneidwerkzeuge aufgebrachte PVD-Schicht zu einer bis zu 30% höheren Produktivität. Zukünftig wird man in Fertigungswerkstätten Bearbeitungsverfahren mit ausgewählten Beschichtungen und Werkzeugen zur maschinellen Fertigung von Maschinenteilen, wie sie bei Flugzeugen zum Einsatz kommen, anwenden können. Die Matina-Ergebnisse sind besonders für die Bereiche Luftfahrt, Biomedizin, Energie und die verarbeitende Industrie von Interesse.
