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Untersuchungsmethoden beim Fräsen additiv gefertigter schwer spanbarer Kobalt-Chrom-Legierungen

  • Für den Anlagenbau werden hochbelastete Komponenten aus Co-Cr-Legierungen hergestellt. Dabei ist die Zerspanung so herausfordernd, dass additive Fertigungsschritte oft wirtschaftlicher sind. Diese bedingen aber vorwiegende heterogene, anisotrope Gefüge und Eigenschaften und bei nachfolgender Fräsbearbeitung unstetige Zerspankräfte und instabile Spanvorgänge. Hierbei können hybride Zerspanprozesse helfen, hohe Belastungen für Werkzeug und Werkstückoberfläche zu minimieren. Diesbezügliche Charakterisierungen erfordern speziell adaptierte Zerspanungsanalysen. Anhand eines Anwendungsbeispiels, bei dem eine Modifikation der Ausgangslegierung mit 1 % Hf erfolgte, wird die Wechselwirkung zwischen Gefügemorphologie und Fräsprozess dargestellt, der konventionelle mit einem hybriden ultraschallunterstützten Fräsprozess verglichen und die Charakterisierung des Werkzeugverschleißes anhand zweier verschiedener Fräser betrachtet. Analysen auftretender Prozesskräfte mittelsFür den Anlagenbau werden hochbelastete Komponenten aus Co-Cr-Legierungen hergestellt. Dabei ist die Zerspanung so herausfordernd, dass additive Fertigungsschritte oft wirtschaftlicher sind. Diese bedingen aber vorwiegende heterogene, anisotrope Gefüge und Eigenschaften und bei nachfolgender Fräsbearbeitung unstetige Zerspankräfte und instabile Spanvorgänge. Hierbei können hybride Zerspanprozesse helfen, hohe Belastungen für Werkzeug und Werkstückoberfläche zu minimieren. Diesbezügliche Charakterisierungen erfordern speziell adaptierte Zerspanungsanalysen. Anhand eines Anwendungsbeispiels, bei dem eine Modifikation der Ausgangslegierung mit 1 % Hf erfolgte, wird die Wechselwirkung zwischen Gefügemorphologie und Fräsprozess dargestellt, der konventionelle mit einem hybriden ultraschallunterstützten Fräsprozess verglichen und die Charakterisierung des Werkzeugverschleißes anhand zweier verschiedener Fräser betrachtet. Analysen auftretender Prozesskräfte mittels Piezo-Mehrkomponenten-Dynamometer, der Werkzeugoszillation mittels Laser-Vibrometer und zusätzliche In-situ-Temperaturmessungen der Werkzeugschneiden mittels Highspeed-Pyrometer bilden den Kern der neuen Zerspanungsprüftechnik. Die vorgestellten Untersuchungsmethoden bilden die Vorgänge bei der Zerspanung additiv gefertigter Werkstoffe detailliert und reproduzierbar ab. Sowohl Legierungsmodifikation als auch hybride Prozessbedingungen lassen gezielte Einflüsse zur deutlichen Verbesserung der Zerspanungssituation zu.zeige mehrzeige weniger

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  • Tagungsband_Tagung_Werkstoffpruefung21_Engelking.pdf
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Autor*innen:Lorenz Engelking, A. Eissel, Dirk SchröpferORCiD, K. Treutler, Thomas KannengießerORCiD, V. Wesling
Persönliche Herausgeber*innen:S. Brockmann, U. Krupp
Dokumenttyp:Beitrag zu einem Tagungsband
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Deutsch
Titel des übergeordneten Werkes (Deutsch):Tagung Werkstoffprüfung 2021 - Werkstoffe und Bauteile auf dem Prüfstand
Jahr der Erstveröffentlichung:2021
Organisationseinheit der BAM:9 Komponentensicherheit
9 Komponentensicherheit / 9.2 Versuchsanlagen und Prüftechnik
9 Komponentensicherheit / 9.4 Integrität von Schweißverbindungen
Verlag:Stahlinstitut VDEh
Verlagsort:Düsseldorf
Erste Seite:93
Letzte Seite:98
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Additive Fertigung; Legierungsmodifikation; Plasma-Pulver-Auftragschweißen; Ultraschallunterstütztes Fräsen; Werkzeugverschleiß
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Degradation von Werkstoffen
Veranstaltung:Tagung Werkstoffprüfung 2021
Veranstaltungsort:Online meeting
Beginndatum der Veranstaltung:02.12.2021
Enddatum der Veranstaltung:03.12.2021
ISBN:978-3-941269-98-9
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:01.06.2022
Referierte Publikation:Nein
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