Laser-Pulver-Auftragsschweißen metallgebundener Diamantwerkzeuge
Daniel Rommel
Die vorliegende Arbeit stellt die Herstellung abrasiver Schichten über das Laser-Pulver-Auftragsschweißen vor. Die abrasiven Schichten sind aufgebaut aus Diamantpartikeln verschiedener Form, eingebettet in einer Metallmatrix. Die Herstellung erfolgt in einem einstufigen Prozess, in dem Metallpulver und Diamantpartikel über eine Pulverdüse in die Wechselwirkungszone eines Laserstrahls gebracht werden. Das Metallpulver und ein geringer Anteil des zu beschichtenden Substrates werden aufgeschmolzen, was zu einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen Beschichtung und Substrat führt. Beim Erstarren der Metallschmelze werden die Diamanten in der Beschichtung eingebunden. Aufgrund der Wechselwirkung zwischen Metallschmelze und Diamantpartikeln erfolgt die Einbindung über eine Kombination aus Formschluss und chemischen Reaktionen an der Grenzfläche.
Der in dieser Arbeit entwickelte Versuchsaufbau zeigt insbesondere das Potential hinsichtlich der Herstellung filigraner Strukturen (Einzelpunkte mit minimalem Durchmesser von 0,3 mm) auf. Das Portfolio reicht von Linearbahnen über Sinuslinien oder Spiralbahnen auf zylindrischen Substraten bis hin zu beliebigen Punktmustern. Das Laser-Pulver-Auftragsschweißen ermöglicht so, im Vergleich zu anderen Herstellungsrouten, die Herstellung mikrostrukturierter Diamantinstrumente.
