Zur Realisierung von Leichtbaupotenzialen werden Blechwerkstoffe aus Aluminium, Titan und Edelstahl in Wirtschaftszweigen wie der Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt. Problematisch an diesen Materialien ist ihre hohe Adhäsionsneigung. Adhäsionen sind eine große Herausforderung in der industriellen Blechverarbeitung (z. B. Scherschneiden, Tiefziehen), da sie zu Flittern im Prozess, Werkzeugschäden und reduzierter Bauteilqualität führen. In der Folge ergeben sich kürzere Instandhaltungsintervalle und damit höhere Kosten.
In vorherigen Forschungsprojekten konnte das utg bereits nachweisen, dass thermoelektrische Ströme die Adhäsionsbildung beeinflussen. Thermoelektrische Ströme sind die Folge eines aus dem Scherschneidprozess resultierenden Temperaturgradienten in der Scherzone und der Differenz der Seebeck-Koeffizienten (werkstoffspezifisch) von Werkzeug- und Blechwerkstoffen. Je höher der Temperaturgradient und die betragsmäßige Differenz der Seebeck-Koeffizienten, desto höher ist der sich ausbildende thermoelektrische Strom. Die Menge an Kaltaufschweißungen wird u. a. durch die Höhe und Richtung dieses Stroms bestimmt.
Das Ziel des Forschungsprojektes ist es, die Adhäsionsbildung beim Scherschneiden und Tiefziehen zu reduzieren, um so der Entstehung von Flittern vorzubeugen sowie die Prozessstabilität und Standmenge zu steigern. Da eine Unterdrückung des thermoelektrischen Stroms die stärkste Reduzierung von Kaltaufschweißungen bewirkt, wird in diesem Forschungsvorhaben das thermoelektrische Verhalten des Werkzeugwerkstoffs gezielt an den Blechwerkstoff angepasst. Stimmen beide Seebeck-Koeffizienten überein, werden natürlich entstehende Thermoströme unabhängig von der Temperaturentwicklung im Werkzeug unterdrückt und so die Adhäsionsbildung auf ein Minimum begrenzt. Um dies zu erreichen, wird ein Werkzeugwerkstoff durch Extremes Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen (EHLA) mit einem modifizierten Pulverwerkstoff beschichtet.
Im Rahmen dieser Abschlussarbeit werden laserauftraggeschweißte Beschichtungen mit zulegierten Reinelementen am Thermoelektrizitätswerkzeug experimentell untersucht. Die Abschlussarbeit besteht aus den folgenden Arbeitspaketen:
Bewerbungen bitte mit aktuellem Lebenslauf, Notenspiegel und Motivationsschreiben an: kevin.pruefer@tum.de