Untersuchung der Genauigkeitsanforderungen im Bereich der Fügezone beim Sinterfügen von hohlen Metallpulverspritzguss (MIM)-Bauteilen

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Im beantragten Forschungsvorhaben wird das Verfahren Sinterfügen hohler Metallpulverspritzguss (MIM)-Bauteile im Mikro- und Kleinstteilbereich untersucht. Das MIM-Sinterfügen ist eine Weiterentwicklung der bereits etablierten MIM-Technologie, deren Marktanteil in den letzten Jahren stark gewachsen ist. Es stellt ein innovatives Verfahren zur Herstellung komplexer Baugruppen durch die Montage von grünen Pulverspritzgusskomponenten und anschließendes Fügen im Sinterprozess dar. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Untersuchung der Genauigkeitsanforderungen der grünen Fügepartner im Bereich der Fügezone zur Erreichung einer definierten Verbindungsqualität. Durch eine Variation der Fügeflächenparameter an rotationssymmetrischen hohlen Zugproben werden Zusammenhänge zwischen den Toleranzen und Oberflächenparametern und der Festigkeit der Sinterfügeverbindung untersucht. Die Untersuchungen werden an als Grünlinge geteilten und über Sinterung gefügten Zugproben vorgenommen. Die hohlen grünen Zugprobenhälften sind mit konischen Fügeflächen in Form eines Innen- bzw. Außenkegels ausgestattet, die ineinander montiert werden. Alle Prozessschritte wer-den in einer automatisierten Prozesskette durchgeführt, um die notwendige Reproduzierbarkeit der Prozessbedingungen zu sichern. Die Fügekegel der rotationssymmetrischen Zugproben werden in Größe und Form variiert. Zur Steigerung der Anwendungsmöglichkeiten werden darüber hinaus quaderförmige Bauteile mit planen, pyramidenförmigen Fügeflächen sowie unterschiedliche metallische Werkstoffe betrachtet. Aus den erarbeiteten Zusammenhängen zwischen Grünlingsparametern und Verbindungsqualität werden abschließend Gestaltungs-richtlinien zur Tolerierung der Fügeflächen abgeleitet. Anhand der Gestaltungsrichtlinien soll es ermöglicht wer-den, die Fügeflächen hohler Fügepartner beim MIM-Sinterfügen im Mikro- und Kleinstteilbereich verfahrensgerecht zu tolerieren und somit eine geforderte Verbindungsqualität sicherzustellen.