Das Hartmetall Wolframkarbid-Kobalt (WC-Co) vereint die hohe Härte der WC-Phase mit der
Zähigkeit der metallischen Bindephase Kobalt. Durch die chemische Zusammensetzung und das
eingestellte Gefüge des Hartmetalls kann ein definiertes Eigenschaftsprofil erzeugt werden das
durch eine hohe Verschleißbeständigkeit sowie eine hohe chemische Stabilität bestimmt wird. Für
die Herstellung von WC-Co-Produkten ist derzeit stets ein formgebendes Werkzeug oder eine
kosten- und zeitintensive Bearbeitung von Halbzeugen erforderlich. Eine Verarbeitung von WC-Co
durch einen generativen Fertigungsprozess wie Lasersintern ermöglicht eine künftige Einzelteil-
oder Kleinserienfertigung von geometrisch komplexen Bauteilen und Werkzeugen aus Hartmetall.
Anwendungen stellen beispielsweise hartmetallische Schneidwerkzeuge und Werkzeugeinsätze für
abrasive Anwendungen in der Kunststoffverarbeitung dar. Lasersintern ist ein
pulvermetallurgisches Verfahren bei dem die Verfestigung des Pulvers lokal begrenzt innerhalb
eines sehr kurzen Zeitraums erfolgt. Durch die zyklische Wiederholung von schichtweisem
Materialauftrag und lokaler Verfestigung des Werkstoffs mittels eines Laserstrahls kann die
Technologie zur Fertigung komplex geformter Werkstücke eingesetzt werden. Bei einer
Verarbeitung von WC-Co durch Lasersintern wird nur die niedrigschmelzende Komponente also die
metallische Bindephase Kobalt kurzzeitig und lokal begrenzt in den schmelzflüssigen Zustand
überführt. Die hochschmelzende WC-Phase wird nicht aufgeschmolzen und liegt nach Prozessende
gleichmäßig in der Kobalt-Bindephase vor (Flüssigphasensintern). In dieser Veröffentlichung
werden die werkstoff- atmosphären- laserstrahl- und prozessspezifischen Einflussgrößen auf
die Verfestigung von WC-Co-Pulver unter der Einwirkung eines Laserstrahls erarbeitet. Ein
Modell des Prozesses wird entwickelt um den Pulverwerkstoff wie auch den Fertigungsprozess im
Hinblick auf eine maximale Werkstoffdichte bei ausreichender Härte auszulegen. Die Erkenntnisse
werden in experimentellen Untersuchungen angewandt und abschließend durch einen Wissenstransfer
auf Pilotanwendungen validiert. Diese Anwendungen stellen WC-Co-Werkzeuge für die
Kunststoffverarbeitung und Verschleißteile für den Sondermaschinenbau dar.
