Zerspanbarkeitsberechnung mittels eines ICME-basierten digitalen Materialschattens

 

Die Zerspanbarkeit eines Materials ist einer der wichtigsten Eingangsparameter für eine optimierte Prozessgestaltung. Sie bestimmt neben dem Werkzeugverschleiß und dem erzielbaren Zeitspanvolumen, die Oberflächenintegrität sowie die Funktionalität des gefertigten Bauteils. Die Zerspanbarkeit eines Materials hängt von der Mikrostruktur ab, die durch die chemische Zusammensetzung und den Wärmebehandlungszustand kontrolliert wird. Sie bietet daher ein sehr breites Feld in der Grundlagenforschung und in der industriellen Anwendung.

Im Rahmen des Projekts CRD-B1 soll ein ICME-basierter digitaler Materialschatten entwickelt werden, um die Zerspanbarkeit des Werkstückmaterials vorherzusagen. Dieser Ansatz verknüpft die Materialmechanismen, die während der spanenden Bearbeitung auf unterschiedlichen Zeit- und d Längenskalen ablaufen. Daher kann die Änderung der Materialeigenschaften während der gesamten Fertigungskette verfolgt und numerisch beschrieben werden. Auf dieser Basis können Schwachstellen in der Produktionskette und während der Lebensdauer ermittelt und beseitigt werden. So kann eine verbesserte Bauteilleistung durch maßgeschneiderte Materialmikrostruktur, höhere Wirtschaftlichkeit in der Produktion durch computergestützte Prozessoptimierung sowie verkürzte Produktentwicklungszeiten durch weniger Versuchs- und Fehlerlaufschleifen erzielt werden.