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Vortrag (20 Min., 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)

Neue Ansätze für die Oberflächenkonditionierung in der Zerspanung

Wednesday (18.09.2019)
11:30 - 12:00 Uhr Gartensaal
Bestandteil von:


Alle Fertigungsprozesse beeinflussen den Randschichtzustand eines Bauteils, der z.B. durch Eigenspannungszustand, Verfestigungszustand, Gefügeverteilung, Rissbild und Topographie beschrieben werden kann. Dieser Randschichtzustand bestimmt die Bauteileigenschaften u.a. bei schwingender, tribologischer und korrosiver Beanspruchung. Die gezielte Ausnutzung eines in Fertigungsprozessen robust eingestellten Randschichtzustands führt also zu verbesserten Bauteillebensdauern bzw. -zuverlässigkeiten. Ziel der Arbeiten im Schwerpunktprogramm 2086 „Oberflächenkonditionierung in der Zerspanung“ ist es, für Zerspanungsprozesse dynamische Vorsteuerungen bzw. -regelungen aufzubauen, die es gestatten, in metallischen Bauteilen gleichzeitig definierte Geometrien und Randschichtzustände einzustellen. Damit sollen diese Randschichtzustände auch bei Vorliegen von beobachtbaren Störgrößen (wie zum Beispiel Halbzeugtoleranzen, Werkzeugeinstellwinkel und Maschinenschwingungen) oder verborgenen Störgrößen (wie zum Beispiel Werkzeugverschleiß und streuende Materialeigenschaften) im Prozess sichergestellt werden.

Die relevanten Forschungsfragen können dabei nur durch enge Kooperation von Fertigungstechnik, Messtechnik und Werkstofftechnik erfolgreich beantwortet werden. Als Ansätze für die prozessintegrierte messtechnische Erfassung des Randschichtzustands werden beispielweise akustische, mikromagnetische und optische Messprinzipien untersucht, die in der Zerspanung bisher noch nicht zum Einsatz kamen. Weil sich viele der einzustellenden Randschichtzustände, wie Korngrößen oder Eigenspannungen, nur indirekt messen lassen, sollen diese mit intelligenten Softsensoren erfasst werden, die für die Interpretation der Messdaten auf umfangreiche Prozessmodelle zurückgreifen können. Neben den leicht zu variierenden Prozessstellgrößen Schnittgeschwindigkeit und Vorschub sollen für die Prozessregelung auch neue Konzepte, wie die Verstellung von Werkzeugwinkeln und der Einsatz kryogener Kühlmedien, zum Einsatz kommen. Dies eröffnet neue Möglichkeiten der intelligenten Prozessführung und wird zu produktiveren Prozessen und leistungsfähigeren Bauteilen führen.

 

Sprecher/Referent:
Prof. Dr.-Ing. Volker Schulze
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)