Zum Inhalt
Fakultät für Informatik
NSF/DFG Projekt 400845424

Stochastische Modellierung des Werkzeugverschleißes, dessen Wechselwirkungen mit der Randzonenbeeinflussung sowie der Prozessstabilität bei der Fräsbearbeitung von Nickelbasislegierungen

In der Luft- und Raumfahrtindustrie werden anspruchsvolle Werkstoffe verwendet, die den hohen Anforderungen bezüglich Temperaturunterschiede und Druckumgebung gerecht werden. Ein Beispiel stellt der Werkstoff Inconel 718 dar, der mit seiner hohen Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit diese Anforderungen erfüllt. Eine besondere Herausforderung stellt die Zerspanung solcher Werkstoffe aufgrund des hohen Werkzeugverschleißes und der hohen Prozesskräfte dar. Eine Möglichkeit, den Werkzeugverschleiß und die Kräfte bei der Bearbeitung zu minimieren, ist die Verwendung des sog. Trochoidalfräsens.

Für eine möglichst genaue Vorhersage des Prozesses können Simulationssysteme genutzt werden, die neben der Analyse auch zur Prozessauslegung verwendet werden können. Allerdings müssen hierfür geeignete Modelle entwickelt werden, die beispielsweise die Verschleißentwicklung beschreiben. Ziel dieses Projekts ist es, die Zusammenhänge zwischen den Bearbeitungsparameterwerten und der Werkzeugverschleißentwicklung zu analysieren und deren Einfluss auf die Tiefe der plastischen Deformationszone (Machine Affected Zone) zu untersuchen. Auf Grundlage dieser Untersuchungen sollen Modelle entwickelt werden, mit denen Prozesskräfte, das dynamische Prozessverhalten sowie die entstehenden Oberflächen vorhergesagt werden können.

Dieses Forschungsprojekt  wird in Kooperation mit der Clemson University in South Carolina (USA) durchgeführt und wird auf deutscher Seite von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und auf amerikanischer Seite von der National Science Foundation (NSF) gefördert.

Digitalisierter Fräser mit Zoom von Verschleiß © VM​/​TU Dortmund
Verschleißanalyse
Bild von simulierter Schneidkante mit zerspantem Werkzeug © VM​/​TU Dortmund
Simulation