Funktionsorientierte Fertigung auf der Basis charakteristischer Prozesssignaturen

Steckbrief

Eckdaten

Laufzeit:
01.04.2014 bis 31.12.2021
Organisationseinheit:
Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren, Abtragende Fertigungsverfahren
Fördergeber:
Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG
Status:
Laufend

Forschungspartner

    • Universität Bremen
    • Oklahoma State University

Kontakt

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+49 241 80 28243

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Die wachsende Nachfrage nach optimierten Bauteilen, zum Beispiel in der Automobilbranche oder der Medizintechnik, erfordert die Entwicklung neuartiger Analysemethoden in Bezug auf den Zusammenhang zwischen Fertigungsprozessen und Werkstoffen. Das Konzept der sogenannten Prozesssignaturen ist ein innovativer ingenieurstechnischer und naturwissenschaftlicher Ansatz, der alle Wechselwirkungen zwischen Werkstoff und Prozess zusammenfasst. Diese neue Sicht- und Beschreibungsweise soll es ermöglichen, Materialien noch gezielter zu bearbeiten, um sie für die jeweils gewünschten Anforderungen optimal zu nutzen. Grund dafür ist, dass sich oberflächennahe Eigenschaften, sogenannte Randzonen, wie beispielsweise Eigenspannung und Härte, in der Produktion bisher nur schwer gezielt einstellen lassen. Neben einer Zeit- und Kostenersparnis in der Entwicklung und der Produktion können somit die Qualität sowie die Lebensdauer von Bauteilen erhöht werden.

Diese Denkweise und Methodik wird auf verschiedene Fertigungsverfahren angewandt. Am WZL ist das Teilprojekt F02 verortet, welches sich mit der Funkenerosion beschäftigt. Das Arbeitsprogramm beinhaltet sowohl empirische als auch analytische und numerische Methoden auf Basis der grundlegenden thermodynamischen Gleichungen zur Erarbeitung einer Prozesssignatur stellvertretend für Fertigungsprozesse mit thermischer Hauptwirkung. Hierzu erfolgt die Implementierung geeigneter Messtechnik zur zeitlich und örtlich hochaufgelösten Temperaturmessung während Einzel- und Folgeentladungen. Darauf aufbauend werden die Werkstoffbeanspruchungen und daraus resultierenden Werkstoffmodifikationen experimentell ermittelt und eine ganzheitliche Simulation der Wirkkette vom Energieeintrag bis zur Werkstoffmodifikation vorgenommen.

Weitere Informationen finden Sie auf der Internetseite des Forschungsvorhabens Prozesssignaturen.