Mathematische Modellierung der Schleifscheibenstruktur

• Antragsteller: Professor Dr. Wolfgang Dahmen; Professor Dr.-Ing. Fritz Klocke
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik ; Mathematik
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 180925066

Das Einsatzverhalten von Schleifscheiben und damit die Produktivität und die Prozessqualität hängen maßgeblich von der Struktur der Schleifscheibe ab. Die Struktur wird vom Hersteller durch die Schleifscheibenrezeptur eingestellt. Dazu werden die Schleifscheibenkomponenten Korn, Bindung und Poren volumenmäßig bestimmt, anschließend gemischt und dem weiteren Fertigungsprozess zugeführt. Dieser Prozess ist bis heute nicht modellierbar. Es ist das Ziel dieses Forschungsvorhabens, ein mathematisch-generisches Modell zu entwickeln, mit dem die Schleifscheibenstruktur realitätsnah modelliert werden kann. Dabei wird eine homogene, volumetrisch statistisch regellose Verteilung der Schleifscheibenkomponenten angenommen. Im Fokus stehen Schleifscheibensysteme mit CBN als Kornwerkstoff. Als Bindungsrezepturen werden typische Zusammensetzungen von kunstharz- und keramisch gebundenen Schleifscheiben gewählt. Die Originalität des Forschungsvorhabens liegt darin, das es durch das mathematische Modell möglich wird, Schleifscheibenstrukturen in Abhängigkeit von der Rezeptur beschreiben und visualisieren zu können. Die Veränderung der Struktur bei systematischer Variation der Rezepturparameter kann so qualitativ und quantitativ beschrieben werden. Es wird außerdem möglich, Voraussagen zur Schleifscheibentopographie zu machen. Insbesondere können in Abhängigkeit von der Schneidenraumdichte Schneidenzahlen und Materialtraganteile bestimmt, sowie signifikante Abhängigkeiten ermittelt werden. In einem letzten Schritt dieses Forschungsvorhabens ist geplant, zu erforschen, ob mit Hilfe des generischen Modells auch Rückschlüsse auf das Festigkeitsverhalten unterschiedlich zusammengesetzter Schleifscheiben gezogen werden können. Dabei soll bewusst nicht der Bindemechanismus zwischen Körnern und Bindungsmaterial sowie die Grenzfläche zwischen Körnern und Bindung modelliert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen