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Hard Metals and Steels

Eines der Forschungsgebiete am MCL ist das Verständnis und die Verbesserung der Herstellung, Formgebung und Anwendung von industriellen Fertigungswerkzeugen aus hochfesten Werkstoffen wie WC-Co Hartmetallen und Stählen.

 

Wir verwenden experimentell parametrisierte und validierte Finite-Elemente-Modelle, um die komplexe Belastungssituation von z.B. Fräswerkzeugen oder Feinschneidstempeln und -matrizen zu untersuchen. Quantitative Kenntnisse der Werkzeugbelastung mit dem Schwerpunkt im Bereich der Schneidkanten ermöglichen die Konzeption von hochentwickelten Experimenten, die diese Belastungssituation im Labor nachbilden. So kann beispielsweise der Aufbau von Zugeigenspannungen - der durch die lokale plastische Verformung einer Schneidkante ausgelöst wird - die mittlere Spannung, die an einer zyklisch belasteten Werkzeugkante wirkt, erheblich verändern. Auch die Online-Diagnose des Schädigungszustandes von Werkzeugen mit Hilfe von Werkzeugmaschinensensordaten zur Ermöglichung einer bedarfsgerechten Wartung (Industrie 4.0) ist eines unserer aktuellen Forschungsgebiete.

 

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Hard Metals and Steels

 

One of the research fields at MCL is the understanding and improvement of production, shaping and application of industrial manufacturing tools made of high strength materials such as WC-Co hard metals and steels.

 

We use experimentally parameterized and validated finite element models as a way to investigate the complex load situation of e.g. milling tools or (fine) blanking punches and dies. Quantitative knowledge about the tool loads with a focus on the cutting edges region allows for the design of advanced experiments that mimic this load situations in the laboratory. For example, the buildup of tensile residual stresses triggered by local plastic deformation of a cutting edge can significantly change the mean stress acting at a cyclically loaded tool edge. Also, the real-time diagnosis of the current damage state of metalworking tools using tool machine tool sensor data to enable maintenance on demand (Industrie 4.0) is one of our current research areas.