Entwicklung keramikgerechter Werkzeuge für das Rührreibschweißen von Stahlwerkstoffen

Das Rührreibschweißen von Stählen gilt aufgrund der hohen Anforderungen an Anlagen und Werkzeugwerkstoffe weiterhin als anspruchvollste Anwendung dieser Fügetechnologie. Die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens wird jedoch durch die hohen Kosten der bislang eingesetzten PcBN-Werkzeuge erheblich eingeschränkt. Als vielversprechende Alternative zu diesen Werkzeugwerkstoffen kommen Siliziumnitrid-Keramiken zur Anwendung. Für ihren erfolgreichen Einsatz ist eine Optimierung erforderlich, die auf ein keramikgerechtes Design abzielt und gezielt die mechanischen sowie thermischen Beanspruchungen im Prozess berücksichtigt. Im Rahmen eines Forschungsprojekts wurden keramische Rührreibschweißwerkzeuge und deren Schnittstellen mithilfe simulationsbasierter Verfahren entwickelt und anwendungsoptimiert. Das Ergebnis ist ein innovatives Werkzeugdesign mit dem Potential, die Werkzeugkosten signifikant zu reduzieren und somit die Wirtschaftlichkeit des Rührreibschweißverfahrens deutlich zu steigern.