Project Details
Projekt
Modelling and validation of the different influences of PVD hard coatings during the scaling of the drill process into the microlevel
Applicant
Professorin Dr.-Ing. Kirsten Bobzin
Subject Area
Production Automation and Assembly Technology
Term
from 2002 to 2010
Project identifier
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5376379
Das Skalieren von Prozessen überlagert die Produkte und Ergebnisse in vielfältiger Weise. Größeneinflüsse können dabei konstruktiver, prozesstechnischer aber auch werkstofflicher Natur sein. In vielen Realprozessen tritt eine Überlagerung dieser Faktoren ein, die einer direkten Übertragung auf andere Größenverhältnisse im Wege stehen. Der Einsatz hartstoffbeschichteter Bohrer bei der Durchführung makroskopischer Bohroperationen ist heute Stand der Technik. Die Schicht nimmt aufgrund ihrer geringen Ausmaße (Dicke 3-6 µm) keinen spürbaren Einfluss auf die geometrischen Verhältnisse bei der Zerspanung. Ihre Wirksamkeit beschränkt sich weitestgehend auf den Verschleißschutz an der Werkzeugoberfläche. Bei der Skalierung der Bohroperation in den für die Mikrosystemtechnik relevanten Maßstab erweitert sich der Funktionsbereich der Schichten von Oberflächen- auf Struktureffekte wie die Veränderung der Wärmeverhältnisse oder eine Zunahme des Schneidkantenradius, der die plastische Verformung des Werkstückwerkstoffes während des Zerspanprozesses stark verändert. Ziel des hier beantragten Projektes ist die systematische Untersuchung des veränderten Schichteinflusses für unterschiedliche Prozessdimensionen. Im beantragten Forschungsvorhaben soll anhand von numerischen Simulationen im Zusammenspiel mit experimentellen Untersuchungen zunächst der Einfluss der Beschichtungen im Makroeinsatz hinsichtlich der o.g. Belastungen charakterisiert werden. Im weiteren sind Simulationen und Experimente in die Mikroebene zu übertragen. Abschließend sind Modelle zu entwickeln, anhand derer es möglich ist, Eigenschaften der Mikrobohrer auf der Basis von Ergebnissen der Makroebene zu berechnen, und die zur Auslegung dieser Ultrapräzisionswerkzeuge im Einsatzfall dienen soll.
DFG Programme
Priority Programmes
Participating Person
Professor Dr. Erich Lugscheider
