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19.01.2016

Funktionalisierte Oberflächen durch automatisiertes Hämmern

Die Technische Universität Wien hat die Methode des automatisierten Oberflächenhämmerns entscheidend weiterentwickelt, um gewünschte Eigenschaften metallischer Oberflächen zu erzielen. So kann unter anderem eine deutliche Optimierung von Verschleißverhalten, Reibung, chemischer Widerstandsfähigkeit sowie statischer und dynamischer Festigkeit erreicht werden.

Das Anwendungsspektrum des seit einigen Jahren bekannten Verfahrens des Oberflächenhämmerns beziehungsweise die MHP-Technologie ist jetzt am Institut für Fertigungstechnik und Hochleistungslasertechnik an der TU Wien unter der Leitung von Prof. Friedrich Bleicher um Methoden zur gezielten Strukturierung von Bauteiloberflächen und zur mechanischen Einbettung von Beschichtungsmaterialien entscheidend erweitert worden.

Dazu zählen im Einzelnen die gezielte Beeinflussung der Oberflächenstruktur hinsichtlich haptischer und funktionaler Eigenschaften – die etwa zur Reduktion von Reibung und Verschleiß oder auch Strömungswiderstand führen – sowie die erhebliche Verlängerung der Lebensdauer von bereits verschlissenen Werkzeugen oder Formen durch Schließen von Rissen; des Weiteren die gezielte Beeinflussung der Oberfläche von Werkstücken und Fertigprodukten durch Einbettung von Beschichtungsmaterialien in das Grundmaterial des Werkstücks – zur Erzielung von lokal erwünschten Eigenschaften, wie elektrischer oder thermischer Leitfähigkeit.

Roboter statt manueller Bearbeitung

Die funktionelle Leistungsfähigkeit eines Bauteils wird in hohem Maß durch die Eigenschaften seiner Oberfläche sowie der oberflächennahen Grenzschicht bestimmt. Der Werkzeug- und Formenbau beispielsweise stellt ganz besondere Anforderungen an Bauteiloberflächen. Gleichzeitig sind die Stückzahlen sehr gering. In der Regel wird nur ein einziges Werkstück hergestellt. „Die Oberflächenveredelung in der Werkzeugherstellung ist deshalb bisher kaum wirtschaftlich automatisiert“, erläutert dazu Prof. Friedrich Bleicher, „poliert und geglättet wird dort nach wie vor zumeist per Hand. MHP bietet jetzt eine automatisierte und wirtschaftliche Alternative.“

Prof. Bleicher erklärt das Prinzip der neuartigen Bearbeitungsmethode des maschinellen Oberflächenhämmerns im Detail: „Dabei wird ein Hammerkopf durch einen Aktuator in eine oszillierende Bewegung versetzt, der bei jedem Einschlag eine mechanische Umformung in mikroskopischem Bereich bewirkt. Mit der richtigen Hammertechnik lassen sich damit innere Druckspannungen in der oberflächennahen Randzone des Werkstückes hervorrufen.“

  • Funktionalisierte Oberflächen durch automatisiertes Hämmern. Bild: TU Wien

    Funktionalisierte Oberflächen durch automatisiertes Hämmern. Bild: TU Wien

  • Oberflächenhammer – in allen gängigen Bearbeitungszentren und Industrierobotern einsetzbar. Bild: TU Wien

    Oberflächenhammer – in allen gängigen Bearbeitungszentren und Industrierobotern einsetzbar. Bild: TU Wien

  • Oberflächenhämmern - mit handelsüblichen Komponenten. Bild: TU Wien

    Oberflächenhämmern - mit handelsüblichen Komponenten. Bild: TU Wien

  • Prof. Friedrich Bleicher, Institut für Fertigungstechnik der TU Wien. Bild: TU Wien

    Prof. Friedrich Bleicher, Institut für Fertigungstechnik der TU Wien. Bild: TU Wien

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Tel.: 0034 1-58801 311-00
Fax: 0034 1-58801-3119

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