Projekte
Abgeschlossene Projekte
Verbesserung der Prozessstabilität beim Laserpunktschweißen von Kupfer und Cu-Mischverbindungen durch den Einsatz prozessinterner, dynamischer Leistungsregelungen pulsmodulierbarer Laserstrahlquellen
Laufzeit: 01.02.2010 bis 31.01.2012
Das Forschungsziel besteht in der Erhöhung der Prozessstabilität beim Schweißen von Kupfer und Cu-Mischverbindungen mit gepulsten Lasern durch die Verwendung einer Regelung zur dynamischen Modulation des Laserpulses, um dadurch reproduzierbare Fügebedingungen zu gewährleisten. Dabei soll die Gestaltung des Systems so einfach wie möglich erfolgen und bereits vorhandene Möglichkeiten der Modulation des Pulses in Form der Steuerung der Laserstrahlquelle nutzen. Die Parameter der Regelung sind an die Eigenschaften der zu fügenden Materialien anzupassen. Zudem ist eine Kontrolle des Prozesses zu integrieren und eine Erhöhung der Reproduzierbarkeit der Verbindungseigenschaften bei wirtschaftlich vertretbarem Kostenaufwand an industriell relevanten Anwendungsbeispielen nachzuweisen. Die Erhöhung der Prozessstabilität beim Laserstrahlschweißen erlaubt die Realisierung fügetechnisch anspruchsvoller Fertigungsaufgaben u. a. auf dem Gebiet der Solartechnik und Photovoltaik, die unter dem Gesichtspunkt der zunehmenden Nutzung alternativer und erneuerbarer Energien einen hohen Stellenwert erlangen. Dadurch werden kmU in die Lage versetzt, das Potenzial pulsmodulierbarer Laserstrahlquellen bei der Fertigung von Komponenten aus den genannten Werkstoffen zu nutzen und erlangen auf diesem Sektor einen Wettbewerbsvorteil. Die Umsetzung der Ergebnisse in die Industrie soll durch eine enge Zusammenarbeit mit den kooperierenden klein- und mittelständischen Unternehmen erfolgen. Darüber hinaus werden die Resultate über alle Arten der Publikationen zugänglich gemacht und finden Eingang bei der akademischen Ausbildung sowie bei Weiterbildungsveranstaltungen.
Untersuchung des Einflusses der Morphologie der Wolframcarbide auf die Eigenschaften von Verschleißschichten am Beispiel des Plasmapulverauftragschweißens
Laufzeit: 01.06.2007 bis 31.05.2009
Zum Auftragschweißen werden verschiedene Wolframcarbidarten angeboten. In Abhängigkeit von der Herstellungsart weisen pulverförmige Wolframcarbidpulver unterschiedliche Eigenschaften und Qualitäten auf. Die Bedeutung der Form, der Größe und des Typs wurde in der Literatur vielfach dargestellt. Der Einfluss der Herstellungsqualität (Struktur, Härte, Reinheit) wurde dagegen bislang nicht untersucht.
Das Forschungsziel ist die Ermittlung des Einflusses der Morphologie pulverförmiger Wolframcarbide auf die Eigenschaften von hartstoffverstärkten Beschichtungen. Wesentliche Voraussetzung für diese Realisierung sind die Erarbeitung eines Konzeptes für eine eindeutige Klassifizierung der Wolframcarbide nach morphologischen Gesichtspunkten sowie die Ermittlung des Zusammenhangs zwischen der Mikrostruktur der Ausgangscarbide und der Qualität sowie denEigenschaften von PPA-Verschleißschichten.
Entwicklung von Pufferschichtsystemen und Methoden zu deren Herstellung für erhöhte mechanische und thermische Beanspruchung von beschichtetem Aluminium und Aluminiumgussbauteilen
Laufzeit: 01.04.1998 bis 31.05.2000
Das Forschungsprojekt befasste sich mit der Entwicklung von Pufferschichtsystemen für erhöhte mechanische und thermische Beanspruchung sowie geeigneten Methoden zu deren Herstellung auf Bauteilen aus Aluminium. Auf Substrate der Aluminiumlegierung AlMg5 wurden durch das APS- und HVOF-Spritzen Verbundsysteme, bestehend aus Haftschicht und Funktionsschicht, aufgebracht. Für die Bestimmung des Verhaltens unter verschiedenen Belastungsprofilen (Drehzahl, Anpresskraft, Temperatur) wurden diese Verbundsysteme in einem Modellversuchsstand untersucht. Zur Charakterisierung der Spritzschichten erfolgten mikroskopische Untersuchungen. Mit dem 3-Punkt-Biegeversuch sind der E-Modul, die Biegefestigkeit und das Bruchverhalten der Verbundsysteme beurteilt worden. Das Korrosionsverhalten wurde mit dem Salznebelspühtest und dem Kesternichtest überprüft. Um das Verhalten der Verbundsysteme unter der im Modellprüfstand auftretenden Belsatung zu beurteilen, wurden FEM-Modelle zur Simulation der belastungsinduzierten Druckspannungen entwickelt. Durch vorteilhafte Substratvorbehandlung in Verbindung mit optimierten Beschichtungsparametern konnten funktionsfähige Spritzschichten auf Aluminium hergestellt werden, die gegenüber einer kombinierten mechanisch-thermischen Beanspruchung resistent sind. Die erzielten Forschungsergebnisse stellten einen essentiellen Beitrag für die Entwicklung innovativer Leichtbaukonstruktionen dar.