Entwicklung einer Bearbeitungstechnologie für die Zerspanung von partikelverstärkten Ti-Verbundwerkstoffen mit geometrisch bestimmter Schneide

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Eckart Uhlmann
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 135126667

Zur Gewichtsersparnis und der damit verbundenen Senkung des Energieverbrauchs herrscht in der Luft- und Raumfahrt-, aber auch in der Automobilindustrie ein starkes Interesse an Metallmatrix-Verbundwerkstoffen (Metal Matrix Composites, MMC). Die Anwendungspotenziale von Verbundwerkstoffen erstrecken sich hier von Strukturbauteilen über die dynamischen Massen des Verbrennungsmotors bis hin zu Turbinenkomponenten. Titanwerkstoffe zeichnen sich durch eine hohe spezifische Festigkeit aus. Die Verstärkung mit Fasern oder Partikeln ermöglicht die Erschließung erweiterter oder neuer Einsatzbereiche durch eine Steigerung der Verschleißbeständigkeit oder der Festigkeit, insbesondere auch bei hohen Temperaturen. Mit diesem Eigenschaftsprofil eignen sich Titan-MMCs als Substitutionswerkstoffe für Stahllegierungen, Aluminiumwerkstoffe und Nickelbasis-Superlegierungen. Dem industriellen Einsatz stehen jedoch einerseits die hohen Materialkosten und andererseits die schlechte Bearbeitbarkeit dieser Werkstoffe entgegen. Ziel des Forschungsvorhabens ist es deshalb, die technologischen Prozessbedingungen bei der Zerspanung von Titanmatrix-Verbundwerkstoffen zu untersuchen und zu optimieren. Hierbei soll neben den Schnittparametern und dem Einfluss der Kühlschmierung insbesondere die Eignung verschiedener Schneidstoffe und Schneidengeometrien systematisch untersucht werden. Im ersten Forschungszeitraum wurden dabei die Prozessbedingungen beim Drehen untersucht. Im zweiten Forschungszeitraum soll die Übertragung der Ergebnisse auf die Fräsbearbeitung vorgenommen werden. Die erhöhte Komplexität mit zusätzlichen prozess- und werkzeugspezifischen Prozesseinflüssen wird dabei ausführlich untersucht und zur Erweiterung eines empirischen Prozessmodells verwendet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen