Das tribologische Einsatzverhalten von laserimplantierten Werkzeugoberflächen für den Presshärteprozess

Masterarbeit aus dem Jahr 2020 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Maschinenbau, Note: 1,7, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Sprache: Deutsch, Abstract: Seit Erfindung des Automobils durch Carl Benz im Jahre 1886 wird diese Innovation kontinuierlich weiterentwickelt. Eine der größten Veränderungen betrifft die Motorentechnik und Nachhaltigkeit der Kraftfahrzeuge, wodurch alternative Antriebe und Treibstoffe immer mehr eingesetzt werden. Im Jahr 2017 wurden in Deutsch-land insgesamt 3 441 118 PKWs neu zugelassen, wobei der Benzinmotor mit 57,7 % und der Dieselmotor mit 38,8 % die am häufigsten verwendeten Antriebsarten bei Neuzulassungen von PKWs in Deutschland sind. Weitere Motorenarten wie gasbetriebene Aggregate mit 0,1 % und Elektro- / Hybridmotoren mit zusammengefasst 3,2 % fallen durch deren geringe Anzahl nicht ins Gewicht.
Aus diesem Grund hat das Deutsche Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit beschlossen bis 2030 40 bis 42 % (bis 2040 sogar 70%) der Verkehrsemission gegenüber den Emissionswerten aus dem Jahr 1990 einzusparen. Um dieses Ziel zu erreichen gibt es nun verschiedene Ansätze, zum einen kann der Anteil der alternativen Antriebsarten weiter ausgebaut werden, was langfristig ebenfalls zu einer Einsparung von CO2 führt oder aber die Nutzung der bisher verwendeten Verbrennungsmotoren wird reduziert. Neben der verwendeten Antriebstechnik ist auch das Fahrzeuggewicht ein entscheidender Faktor zur Reduktion der entstehenden CO2-Werte.
Diese Gewichteinsparungen können durch Verwendung von Leichtbau umgesetzt werden, wobei sich dieser in verschiedene Arten unterteilen lässt. Nach Ellenrieder unterscheidet man dabei in Form-, Bedingungs-, Konzept-, Fertigungs- und Stoffleichtbau. Beim Leichtbau können vorhanden Werkstoffe substituiert werden, oder aber es werden konstruktive Veränderungen eines vorhandenen Bauteils durchgeführt und behält den Werkstoff bei.
Dieser Ansatz des Leichtbaus spiegelt sich ebenfalls in den von der Industrie verwendeten Herstellungsverfahren wider. Das Verfahren des Presshärtens ist in der Automobilindustrie heute ein etablierter Fertigungsprozess und nimmt dort eine entscheidende Schlüsselrolle ein, wenn es darum geht sowohl leichte als auch hochbelastbare Strukturbauteile herzustellen. Durch den Einsatz von Presshärten ist es möglich hochfeste Strukturbauteile aus dünnen- und leichteren Stahlblechen zu fertigen, ohne dabei Einbußen in der Dauerfestigkeit oder der Sicherheit zu verzeichnen.