Eine Studie zu Zweischicht-Werkzeugbeschichtungen zeigt, dass diese innovative Technologie das Potenzial besitzt, die Fertigungseffizienz schwer zerspanbarer Werkstoffe in der Luft- und Raumfahrt sowie der Medizintechnik zu steigern. Die neue Beschichtung zielt darauf ab, das Problem des schnellen Werkzeugverschleißes bei der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von Werkstoffen wie austenitischem Edelstahl und Titanlegierungen zu lösen, indem sie die Verschleißfestigkeit erhöht und die Reibung reduziert.

Herkömmliche einschichtige AlTiN-Beschichtungen mittels physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD) weisen Einschränkungen hinsichtlich des optimalen Verhältnisses von Härte und Zähigkeit auf. Die neue Werkzeugbeschichtungstechnologie verwendet ein Zweischichtdesign: Die obere Schicht besteht aus einem hohen Aluminium-Titan-Anteil, um die Reibung zu reduzieren und die Oxidationsbeständigkeit zu verbessern; die untere Schicht besteht zu gleichen Teilen aus Aluminium und Titan, um die Härte und Haftung auf dem Werkzeugsubstrat zu erhöhen. In Hochgeschwindigkeitsdrehversuchen an austenitischem Edelstahl 304 verlängerte die Zweischicht-Werkzeugbeschichtung die Werkzeugstandzeit um 33 % und zeigte geringere Schnittkräfte sowie eine glattere Spanmorphologie.

Diese Beschichtung reduziert den Verschleiß an Werkzeuggraten und -flanken durch Optimierung der mechanischen Eigenschaften und Reibungscharakteristika und erhält so die Werkzeugleistung auch bei extrem hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten aufrecht. Dieser Fortschritt in der Werkzeugbeschichtungstechnologie hat positive Auswirkungen auf die auf Präzisionsfertigung angewiesene Luft- und Raumfahrt-, Automobil- und Medizintechnikbranche und trägt voraussichtlich zur Reduzierung von Ausfallzeiten und zur Steigerung der Produktionseffizienz bei.