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Der Umstieg der Kfz-Technik weg von fossilen Treibstoffen hin zu vollelektrischen Antrieben bedarf einer Neuorientierung der Unternehmen, welche bisher Teile klassischer Antriebe gefertigt haben. Hinzu kommen die systembedingten, höheren Belastungen für Bauteile des Elektroantriebes. Für das Werk der Firma Oerlikon Balzers in Stollberg/Erz. bedeutet dies, einen starken Rückgang der Nachfrage an Verschleißschutzbeschichtungen im Bereich der Verbrennungsmotoren, welches bisher als Hauptgeschäftsfeld angesehen wurde. Zusätzlich sind die Eigenschaften einer klassischen Hartstoffbeschichtung nicht mehr ausreichend für die neuen Belastungen. Hierzu wurden Duplex-Behandlungen entwickelt, bestehend aus Plasmanitrieren der Oberfläche mit nachfolgender Hartstoffbeschichtung. Negative Effekte des Plasmanitrierens, wie Oberflächendefekte und ein mattes Erscheinungsbild müssen dabei jedoch in einer Zwischenreinigung entfernt werden. Dabei wird ein Druckluft-Perlstrahl-Verfahren eingesetzt. Dieses soll in der vorliegenden Arbeit zum besseren Verständnis analysiert und hinsichtlich ihrer Effizienz optimiert werden.
Es gibt mehrere Möglichkeiten zur Oberflächenverbesserung in der additiven Fertigung. Je nach Beschaffenheit der Teile unterscheiden sich auch die eingesetzten Nachbearbeitungstechniken. Sandstrahlen ist ein sehr wichtiger Oberflächenbearbeitungsverfahren, der die Oberflächenqualität gleichmäßiger machen kann. Dies erzeugt jedoch die typische narbige Oberflächenstruktur, die durch den lokalisierten kraterbildenden Einfluss der Strahlkörner verursacht wird.
Durch die mikroskopische Form der Oberfläche, die aus mehreren versetzt übereinander liegenden Kratern besteht, wird eine zufällige Oberfläche gebildet, die aus mehreren unterschiedlich Gestaltelementen besteht. zum Beispiel: runde abgeflachte Strukturen am Grund der Strahl-korn-Krater, steile aufragende Fronten durch Gratbildung an den Kraterrändern, steile schmale Täler aufgrund von Überlagerungen der Krater und Kraterränder usw. Ziel ist es, verschiedene Oberfläche Strukturen zu erkennen. Aber Messgeräte erzeugt Ausreißer, d.h. Spikes, die nicht auf dem eigentlichen Werkstück sind. Deshalb ist die Hauptforschung dieser Arbeit: Erkennung von Ausreißer. Weil man gefunden hat, dass bei der Messung wir erst mal die Ausreißer identifizieren müssen, bevor die Krater bewerten können.
In der vorliegenden Arbeit soll mittels Laserablation eine funktionale Mikrostruktur in die Oberfläche von Edelstahl und speziellen Wolframcarbid-Hartmetall-Klemmwerkzeugen zur Erhöhung der Haltekraft eingebracht werden. Damit ein präziser und schneller Materialabtrag realisiert werden kann, wird für die Umsetzung der Arbeitsaufgabe ultrakurzgepulste Laserstrahlung in Verbindung mit hochdynamischer Strahlablenkung verwendet.