Verbundprojekt: Material- und Prozessentwicklung für die additive Fertigung und Nachbearbeitung von Werkzeugen aus modifiziertem Warmarbeitsstahl; Teilvorhaben: Prozessentwicklung für die additive Fertigung von Werkzeugen aus modifiziertem Warmarbeitsstahl

Das additive Fertigungsverfahren Laser Powder Bed Fusion (LPBF) eignet sich für den Werkzeugbau aufgrund der geringen Losgröße und der Möglichkeit, individuelle Kühlkanäle herzustellen, die mit der konventionellen Fertigung nicht möglich sind. Bei der Verarbeitung von konventionellen Werkzeugstahl H13 mittels LPBF muss die Rissbildung durch hohe Vorwärmtemperaturen oder durch eine deutliche Begrenzung der Bauteilgröße vermieden werden. Um diese Einschränkungen zu überwinden, wird ein modifizierter Warmarbeitsstahl entwickelt, der bei Vorwärmtemperaturen von 200 °C oder weniger im LPBF-Prozess rissfrei verarbeitet werden kann, um einen industriellen Einsatz zu ermöglichen. Für eine effiziente Parameterauswahl wird eine Software für die LPBF-Prozessentwicklung weiterentwickelt und eingesetzt. Für eine hohe Oberflächenqualität der funktionalen Außenfläche und der komplexen Kühlkanäle wird das Polieren mit einem polymeren Schleifmittel eingesetzt. Die Prozesskette zur industriellen Herstellung eines Werkzeugs für den Aluminiumdruckguss wird demonstriert und das Werkzeug in einer realen Industrieumgebung implementiert.