Systeme zur maschinellen Oberflächenbehandlung

Systeme zur maschinellen Oberflächenbehandlung – Maschinelles Oberflächenhämmern und Festwalzen

Das „Maschinelle Oberflächenhämmern“ und das „Festwalzen“ sind Fertigungsverfahren zur mechanischen Oberflächenbehandlung eines Werkstücks mit den Zielen des Einbringens von oberflächennahen Druckeigenspannungen, Kaltverfestigung und Härtesteigerung der Randschichtzone und/oder der Manipulation der Werkstücktopografie.

Beim „Maschinelle Oberflächenhämmern“ wird eine Hartmetallkugel zyklisch gegen das zu bearbeitende Werkstück beschleunigt. Maßgebliche Kenngröße des Fertigungsverfahrens ist der Energieeintrag in das Werkstück, bereitgestellt durch die kinetische Energie der bewegten Masse. Diese wird entweder elektromagnetisch oder pneumatisch angetrieben. Die Arbeitsfrequenz kann dabei zwischen 20 und 500 Hz gewählt werden. Beide Systeme liegen am Institut für Produktionstechnik und Umformmaschinen vor.

Das „Festwalzen“ zeichnet sich durch eine Hartmetallkugel aus, die durch ein Kühlschmierstoffpolster konstant gegen die Oberfläche des Werkstücks gedrückt wird. Die Kugel ist während des Einsatzes hydrostatisch in einer Kugelpfanne gelagert. Über ein Hydraulikaggregat kann ein Hydraulikdruck von bis zu 400 bar erzeugt werden.

Neben der Schweißnahtnachbehandlung oder dem Einsatz an zyklisch beanspruchten Bauteilen (aufgrund des Einbringens von Druckeigenspannungen) können die Systeme im Werkzeug- und Formenbau eingesetzt werden. Hier kann die manuelle Polierarbeit zu einem großen Teil durch das maschinelle Einglätten der Rauheiten ersetzt werden (siehe Abbildung).

Abbildung: Mikroskopaufnahme des Einglättungsergebnisses nach dem »Maschinellen Oberflächenhämmern«
Abbildung: Mikroskopaufnahme des Einglättungsergebnisses nach dem »Maschinellen Oberflächenhämmern«