Optimiertes 3D-Zahnrad

© Fraunhofer IGCV
Übersicht der Multimaterialfertigung und Umsetzung der In-Situ-Aufkohlung für Verzahnungen mit einer variabel angepasste Einsatzhärtungstiefe (CHD)

Im aktuell laufenden Forschungsvorhaben „Optimiertes 3D-Zahnrad“ werden die Erkenntnisse zur additiven Fertigung von Zahnrädern erweitert. Dazu wird die Tragfähigkeit additiv gefertigter Zahnräder (Laser-Strahlschmelzen von 16MnCr5) mit Leichtbauoptimierungen der Zahnradnaben tiefergehend untersucht. Es erfolgt eine Oberflächenoptimierung des Zahnfußbereichs und sowie eine In-Situ-Aufkohlung mit variablen Einsatzhärtungstiefen.

Ausgangssituation:

· Verzahnungen bieten Leichtbaupotential durch die Einsparung von Masse im Antriebsstrang bzw. durch die Erhöhung der Leistungsdichte

· Aufbau eines effizienten Antriebsstrangs durch höhere Leistungsdichte möglich (45 % Massenreduzierung)

Projektziele:

· Auslegung von Leichtbau und Verzahnung (bis 60% Massenreduzierung)

· Fertigung und Prüfung von Leichtbauverzahnungen

· Auslegung und Test von Oberflächenbehandlungen

· Untersuchung der Multimaterialfertigung zur Umsetzung einer variablen Einsatzhärtetiefe mittels In-situ-Aufkohlung

Publikation:

Schmitt, Matthias; Gottwalt, Albin; Winkler, Jakob; Tobie, Thomas; Schlick, Georg; Stahl, Karsten et al. (2021b): Carbon Particle In-Situ Alloying of the Case-Hardening Steel 16MnCr5 in Laser Powder Bed Fusion. In: Metals 11 (6), S. 896. DOI: 10.3390/met11060896.

Kontakt:

Dr.-Ing. Georg Schlick, georg.schlick@igcv.fraunhofer.de, +49 821 90678-179