Steigerung der Bauteilperformance in der Zerspanung
Die Digitalisierung bietet vielfältige Möglichkeiten, den aktuellen Herausforderungen in der Produktionstechnik zu begegnen, die sich insbesondere in der Steigerung der Ressourcen- und Energieeffizienz stellen. Wichtige Ansätze in der Fertigungstechnik beschäftigen sich in diesem Zusammenhang mit der Steigerung der Robustheit gegenüber Störgrößen bei gleichzeitig weiterhin großer Flexibilität. Im Kontext der Zerspanung bieten sich hier Möglichkeiten, neben den klassischen Zielgrößen Geometrie und Oberflächenrauheit auch Funktionseigenschaften im Prozess unmittelbar zu gewährleisten. Dies kann zum Leichtbau, zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und damit zur Steigerung der Effizienz und Bauteilperformance beitragen.
In der vorliegenden Ausgabe 11/12-2022 der wt Werkstattstechnik online erwarten den Leser interessante Beiträge aus unterschiedlichen deutschen produktionstechnischen Instituten, die am von mir koordinierten DFG-Schwerpunktprogramm 2086 „Oberflächenkonditionierung in der Zerspanung“ beteiligt sind und dort Ansätze aus der Zerspanung, der Messtechnik, der Werkstofftechnik sowie der Simulation zusammenführen. Diese sind alle dem angegebenen Ziel gewidmet: Optimierung des Randschichtzustandes nach der Zerspanung zur Verbesserung der Bauteileigenschaften. Dazu wird eine Prozessregelung durchgeführt, die gezielt die Randschichteigenschaften in Zerspanprozessen in Abhängigkeit eines Softsensors steuert. Dieser Softsensor prognostiziert die Prozesskenngrößen und die Randschichtzustände während und nach der Zerspanung durch eine Kombination aus in-process-Messungen und physikalisch basierten und datengetriebenen Ansätzen. Die Softsensoren können im Prozess nicht unmittelbar zugängliche Randschichteigenschaften erkennen und gegebenenfalls material-, werkzeug- oder prozessbedingte Störeinflüsse kompensieren, so dass die Randschichteigenschaften und damit auch Funktionseigenschaften wie Schwingfestigkeit oder tribologische Eigenschaften sichergestellt werden können.
Wir freuen uns, Ihnen diese Auswahl von Ansätzen vorstellen zu dürfen und machen zugleich darauf aufmerksam, dass Interessierte auf der Homepage des Schwerpunktprogramms www.oberflaechenkonditionierung.de weitere Details zu den Projekten finden können. Im Herbst 2023 werden wir die Möglichkeit bieten, das Schwerpunktprogramm im Rahmen eines Zwischenkolloquiums kennenzulernen. Hier werden die Ergebnisse des Schwerpunktprogramms in einem interdisziplinären Umfeld präsentiert und Gelegenheit zu Diskussionen und Networking geboten.
Prof. Dr.-Ing. habil. Volker Schulze leitet den Bereich Fertigungs- und Werkstofftechnik am wbk Institut für Produktionstechnik des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Foto: wbk/KIT
