Iterative Erprobung mikrostrukturierter Fräser

Im vorhaben wird die Applikation von Mikrostrukturen auf Fräswerkzeugen in Verbindung mit einer Weichstoffbeschichtung (Festschmierstoff) weiter untersucht.
Der Weichstoff wird durch ein geeignetes Auftragsverfahren in den Mikrostrukturen verteilt, um den Reibungskoeffizienten zwischen Span und Werkzeug zu verringern. Die Weichstoffschicht weist eine geringe Scherfestigkeit auf und verteilt sich während der Zerspanung auf der Spanfläche. Die Mikrostrukturen wirken in diesem Anwendungsfall als Reservoir für den Schichtwerkstoff. Sie müssen hinsichtlich Form und Positionierung so ausgelegt sein, dass sie den Weichstoff kontinuierlich freigeben.
Werkstückseitig kommt bei den Untersuchungen die besonders adhäsive Aluminiumlegierung AlSi10 zum Einsatz. Infolge der starken Adhäsionseffekte füllen sich die Spannuten mit Werkstoffanhaftungen bis kein Span mehr durch die Schneide abgetrennt werden kann. Das Fräswerkzeug ist damit einsatzunfähig. Die  zielgerichtete Anwendung der Weichstoffbeschichtung soll durch die Reduzierung des Reibungskoeffizienten zur Verbesserung des Spanablaufverhaltens beitragen.
Konventionell wird bei der spanenden Bearbeitung von AlSi10 zur Kühlung und Schmierung mit der Methode der Überflutungskühlschmierung gearbeitet. Dabei ergeben sich beim Einsatz von Kühlschmierstoffen sowohl finanzielle Nachteile als auch hohe Umwelt- und Gesundheitsbelastungen.
Das zu entwickelnde Fräswerkzeug soll durch die Verbindung von Mikrostrukturen und Weichstoffschicht einen Beitrag zur Etablierung der Trockenbearbeitung bei der Zerspanung von adhäsiven Werkstoffen liefern.

Während die mit dem Prüfstand erzielten Ergebnisse (hierfür wurden im Jahr 2019 Forschungsmittel beantragt) zur Validierung der Simulationsmodelle notwendig sind, dienen die Fräsversuche dem Nachweis der Erhöhung der Leistungsfähigkeit der neu entwickelten Werkzeuge.