Funktionsorientierte Fertigung auf der Basis charakteristischer Prozesssignaturen – Prozesse mit chemischer Hauptwirkung (SFB/TRR136 F03)

 

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. Hier am Werkzeugmaschinenlabor ist das Teilprojekt F03 verortet, welches sich mit der elektrochemischen Bearbeitung beschäftigt. Das Arbeitsprogramm umfasst theoretische und experimentelle Forschungsarbeiten, mit dem Ziel, funktionale Zusammenhänge von Werkstoffbeanspruchungen und daraus resultierenden Werkstoffmodifikationen bei der elektrochemischen Bearbeitung in charakteristischen Prozesssignaturen zu hinterlegen. Zunächst werden das lokale chemische Auflöseverhalten bestimmt und der Abtragprozess sowie die Energiedissipation mit Hilfe unterschiedlicher Computerprogrammen simuliert. Weiterhin wird durch Visualisierung mittels Hochgeschwindigkeitskamera die Mehrphasenströmung im Elektrolyt analysiert und in einer energetischen Beschreibung der Wirkkette berücksichtigt.

Weitere Informationen finden Sie auf der Internetseite des Forschungsvorhabens Prozesssignaturen.