Die Politik will fossile Brennstoffe durch Aufund Ausbau erneuerbarer Energien ersetzen . Da nicht alles durch Umstellung auf Elektrizität geht , wird daneben der Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft vorangetrieben . Deshalb wird die Brennstoffzelle als Alternative zur Batterie gesehen . Für diese Technologie werden sogenannte Bipolarplatten benötigt , die im Kfz-Bereich aus geprägten , gestanzten und zu Hohlkörpern verschweißten Blech-Halbschalen bestehen . Die Herstellung geeigneter Präge- und Stanzwerkzeuge ist beim aktuellen Stand der Technik eine Engpass-Technologie . Dünnere Bleche würden die Masse der Brennstoffzellen reduzieren . Je dünner jedoch das Material , desto enger muss auch der Schnittspalt und umso genauer die Geometrie werden . Die von den Präge- und Stanzwerkzeugen sowie von den Pressen zu erbringenden Genauigkeiten sind äußerst herausfordernd . Im Mittelpunkt des Interesses |
steht die Entwicklung einer geeigneten Prozesskette für die Herstellung der Präge- und Stanzwerkzeuge für die Produktion der Blechteile . Wesentliche Punkte betreffen die Anforderungen an den Stahl für die Werkzeuge , die CAD / CAM-Software , die benötigten Mikro-Fräswerkzeuge , die Eigenschaften der Werkzeugmaschine , die Schmierung und Kühlung der Fräser sowie die messtechnische Kontrolle und Dokumentation der Qualität . An diesem Projekt arbeiten die Unternehmen Hufschmied , MHT , Röders , Open Mind , Voestalpine und Zeiss gemeinsam . Der aktuelle Stand der Dinge wurde bei der Firma Hufschmied im Rahmen eines Seminars mit mehr als 50 Teilnehmern präsentiert . Die Ergebnisse sind nicht nur für das Kernthema „ Bipolarplatten “ interessant , sondern darüber hinaus auch für weitere Branchen wie die Mikroproduktion , die Feinmechanik , die Medizintechnik oder die Luft- und Raumfahrt . |
Ultraharter Stahl : Böhler K888 Matrix Um die äußerst feinen Strukturen von Bipolarplatten wirtschaftlich darstellen zu können , muss das Prägewerkzeug eine sehr hohe Maßhaltigkeit , gute Verschleißbeständigkeit sowie eine geringe Adhäsionsneigung aufweisen . Weitere Voraussetzung ist eine gute Zerspanbarkeit . Dies setzt einen niedrigen Anteil an Primärcarbiden in einer harten Gefügematrix ( Matrixstahl ) voraus . Des weiteren sollten die Carbide nur sehr klein sowie homogen über den gesamten Querschnitt verteilt sein , da grobe Exemplare beim Zerspanen zerbrechen und dadurch Oberflächenfehler verursachen können . Deshalb kommen pulvermetallurgisch erzeugte Stähle zum Einsatz . Gewählt wurde mit dem Böhler K888 Matrix ein Werkstoff mit einem maximalen Carbidanteil von < 2 Prozent . Dieser wird im weichgeglühten Zustand mit einer Brinellhärte von < 280 HB ausgeliefert und erreicht nach dem Härten bei Temperaturen |
zwischen 1070-1120 ° C eine Rockwellhärte von 63 + 1 HRC . Dadurch zeichnet er sich selbst im Vergleich mit hoch carbidhaltigen Werkstoffen durch eine hohe Verschleißbeständigkeit aus . Zerspanungsversuche bei der Firma Hufschmied ergaben , dass das Material dennoch gut bearbeitbar ist und sehr gute Oberflächenqualitäten erreichbar sind . Der Werkstoff ist zudem gut beschichtbar , was ebenfalls zu einer Standzeiterhöhung führt .
CAD-CAM Software Für eine optimale Bauteilqualität ist ein perfektes NC-Programm unentbehrlich . Zur Erstellung dieser NC-Programme bietet OPEN MIND mit seinem CAD / CAM-System hyperMILL alle Voraussetzungen . Die Software berechnet dazu die Werkzeugwege mit höchster Genauigkeit und liefert dadurch entsprechend exakte NC-Daten . Hierfür müssen einige Punkte beachtet werden . Um für die Berechnung der Werkzeugwege die Topologie des Bauteils
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