Werkstoffbasierte Grundlagenuntersuchungen zur Erweiterung des Verständnisses der Erodierbarkeit von elektrisch leitfähigen Keramiken mit oxidischer Matrix

Steckbrief

Eckdaten

Laufzeit:
01.11.2015 bis 31.07.2020
Organisationseinheit:
Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren, Abtragende Fertigungsverfahren
Fördergeber:
Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG
Status:
Abgeschlossen

Forschungspartner

  • Institut für Fertigungstechnologie keramischer Bauteile (IFKB) der Universität Stuttgart

Kontakt

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+49 241 80 27468

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Strukturkeramiken werden wegen ihrer guten mechanischen Eigenschaften - insbesondere Härte und Verschleißfestigkeit - in einer Vielzahl von Anwendungen wie beispielsweise im Maschinenbau und in der Medizintechnik eingesetzt. Aufgrund dieser mechanischen Eigenschaften ist eine Bearbeitung mit konventionellen Fertigungsverfahren aufwändig und bedarf endkonturnaher Rohlinge.

Das funkenerosive Bearbeiten ermöglicht es Keramiken mit hoher Präzision zu fertigen, erfordert aber elektrisch leitfähige Keramiken. Das in der Metallbearbeitung etablierte Verfahren ist bislang für die Keramikbearbeitung nicht hinreichend verstanden. Im beantragten Projekt soll anhand zweier Materialsysteme mit oxidischer Matrix und leitfähiger karbidischer Dispersion untersucht werden, inwiefern sich die Erodierbarkeit sowie die Oberflächen- und Bauteileigenschaften aus ihrem Gefügeaufbau und ihrer Werkstoff-zusammensetzung ableiten lassen. Dazu werden die Zusammensetzungen der Werkstoffe systematisch variiert und so die Wechselwirkungen mit den Parametern des Bearbeitungsprozesses ermittelt. Hierzu werden die Werkstoffe mit besonderem Augenmerk auf die durch die Bearbeitung entstandenen Prozesszonen charakterisiert und komplementär dazu die Maschinendaten aufgezeichnet. Die in dem so aufgespannten mehrdimensionalen Parameterraum aufgefundenen Korrelationen werden analysiert und dienen als Ausgangsgrößen zur Erstellung eines Modells. Ziel ist es durch das Verständnis der Abtragsmechanismen zu einer modellhaften Beschreibung des Funkenerosionsprozesses von Keramiken zu gelangen.

Das erarbeitete Grundlagenwissen dient dem industriellen Umfeld als Basis sowohl für die anwendungs- und prozessspezifische Keramikherstellung als auch für eine strukturierte Technologieauslegung für die funkenerosive Bearbeitung. Zu diesem Zweck wird im vorliegenden Antrag die werkstoffkundliche und fertigungstechnische Kompetenz auf dem Gebiet der Keramiken der beiden Projektpartner gebündelt.