Grundkonzept

Grundkonzept

Die wesentlichen Ziele des Transferprojektes sind die Weiterentwicklung unterschiedlicher Synthesestrategien zur Herstellung von Werkzeugen aus den neuartigen Volumenhartstoffen und die Erprobung der Materialien in der Praxis.

Je nach Anwendungsfeld sollen sowohl kleine (z.B. Pulver für Schleifzusätze), mittlere (z.B. Ziehsteine für die Feindrahtherstellung) als auch größere Probekörper (z.B. Schneidplatten oder Meißelzähne für Bohrwerkzeuge) mit den durch die Dr. Erich Krüger-Stiftung geförderten Synthese-Anlagen hergestellt werden. Dabei soll direkt an die erarbeiteten technologischen und wissenschaftlichen Fortschritte und den Erkenntnisgewinn der 1. Phase (2007-2012) angeknüpft werden.

Folgende Syntheserouten werden verfolgt:

  • Spark Plasma Sintern (SPS),
  • Schockwellensynthese, Schockwellensintern, Schockwellenzerkleinern,
  • Synthese in der Multi-Anvil-Presse (Toroid-Modul).

Anvisierte Werkstoffe bzw. Werkstoffsysteme sind:

  • Nanokristallines binderfreies Wolframkarbid (WC) und WC-Co-Hart-metalle,
  • Binderfreie, superharte Bornitridkeramik,
  • γ - Si3N4 (Siliziumnitrid). 

 

Dabei gilt es im Rahmen des Projektes einige Herausforderungen zu meistern:

  • Entwicklung von Synthesemöglichkeiten zur Herstellung von maßge­schneiderten Volumenhartstoffen in bauteilähnlichen Abmessungen (z.B. Schneidplatten, Einsätze für Bohrwerkzeuge, Ziehsteine für die Feindrahtherstellung),
  • Weiterentwicklung von Fertigungstechnologien für die Werkzeuge,
  • Entwicklung innovativer Gesteinszerstörungsmechanismen und neuer Bohrwerkzeuge für die Hartgesteinsbearbeitung,
  • Prozesssicherheit und Reproduzierbarkeit. 

Die synthetisierten Materialien sollen in den im folgenden Absatz aufgeführten Werkzeugen in Form von Demonstratoren zur Überprüfung der Leistungsfähigkeit erprobt werden.