Pulverbettbasiertes Laserstrahlschmelzen von Hartmetallen zur additiven Herstellung von Zerspanwerkzeugen

Additive Fertigungsverfahren, wie das Laser-Based Powder Bed Fusion (PBF-LB), bieten erweiterte Gestaltungspotenziale zur Herstellung anwendungsoptimierter Zerspanwerkzeuge. Schneidende Bereiche aus Vollhartmetall konnten jedoch bislang mittels PBF-LB nicht erzeugt werden. Im Vergleich zu konventionell gesinterten Hartmetallen weisen die lasergeschmolzenen Gefüge charakteristische Defekte auf, welche die mechanischen Eigenschaften beeinträchtigen. Die vorliegende Arbeit betrachtet grundlegende Mechanismen der Defektentstehung beim PBF-LB von Hartmetallen und zeigt Ansätze auf Werkstoff- und Prozessebene zur Optimierung der Gefügequalität auf. Verbesserungen der Eigenschaftsprofile werden sowohl durch werkstoffkundliche Analysen und mechanische Prüfung als auch durch Einsatztests additiv mittels PBF-LB hergestellter Vollhartmetall-Zerspanwerkzeuge nachgewiesen. In Dreh- und Bohrversuchen wird die Zerspanung von Aluminium, Gusseisen und Stahl erfolgreich demonstriert