Funktionalisierung additiv gefertigter Presshärtewerkzeuge mittels Glattwalzen

Das Presshärten kommt in der Blechumformung zum Einsatz, um u. a. die Festigkeitserhöhung durch das Abschrecken zu nutzen. Hierzu werden Kühlkanäle, die meist mittels spanender Verfahren hergestellt werden, in die Werkzeuge integriert. Die Fertigung der Presshärtewerkzeuge mithilfe des Laserpulverauftragsschweißens (LPA) soll eine oberflächennahe Positionierung der Kanäle ermöglichen. Hierzu werden zunächst die Eigenschaften der additiv gefertigten Oberflächen in Bezug auf Rauheit, Härte, Reibung und Eigenspannungen charakterisiert (vgl. Bild a). Die nach dem LPA sehr raue Oberfläche wird anschließend durch Glattwalzen eingeebnet. Dabei werden Druckeigenspannungen, welche mit höheren Walzdrücken ansteigen, induziert. Zur Fertigung der Kühlkanäle werden offene Kühlkanalstrukturen in ein Vollmaterial gefräst und anschließend durch LPA verschlossen (vgl. Bild b−d). Bei der Gestaltung der Kühlkanäle ist es erforderlich, einen Kompromiss zwischen der additiven Herstellbarkeit und dem Oberflächenanteil, welcher effektiv zum Wärmehaushalt an der Werkzeugoberfläche beiträgt, zu erzielen.