SPP 2086:  Oberflächenkonditionierung in Zerspanungsprozessen

• Fachliche Zuordnung: Maschinenbau und Produktionstechnik ; Bauwesen und Architektur ; Informatik, System- und Elektrotechnik ; Materialwissenschaft und Werkstofftechnik ; Mathematik
• Förderung: Förderung seit 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 359102403

Ziel des Schwerpunktprogramms ist es, für zerspanende Endbearbeitungsprozesse mit mechanischer, thermischer und gegebenenfalls chemischer Hauptwirkung unter Nutzung von In-process Sensorik mit modellhaft aufbereitetem Prozesswissen dynamische Prozessregelungen aufzubauen, die in metallischen Bauteilen definierte Randschichtzustände für verbesserte Bauteilzuverlässigkeit und -lebensdauer einzustellen gestatten. Die relevanten Forschungsfragen können nur durch enge Kooperation von Fertigungstechnik, Messtechnik und Werkstofftechnik erfolgreich beantwortet werden und werden zu völlig neuen Vorgaben von Prozessstellgrößen führen. Die Fertigungstechnik soll dabei in einem ersten Schritt ein dynamisches Modell des Fertigungsprozesses und der Umgebungseinflüsse, insbesondere hinsichtlich der Vorgänge in der Randschicht, entwickeln. Die Aufgabe der Werkstofftechnik ist es, ein dynamisches Modell des Einflusses des Fertigungsprozesses auf die Randschicht aus Werkstoffsicht zu erstellen. Die Messtechnik untersucht dagegen Sensoren zum direkten und indirekten Messen der Randschichtzustände, sowie aller den Prozess beeinflussenden Größen. In einem zweiten Schritt werden die durch die Fertigungstechnik und Werkstofftechnik erarbeiteten dynamischen Modelle mit der durch die Messtechnik erarbeiteten Sensorik und den erarbeiteten Steuerdaten zu Softsensoren gekoppelt und in den Prozess integriert. Damit werden klassische Prozessstellgrößen durch die neue Prozessregelung auf Basis der Führungsgrößen Geometrie und gewünschter Randschichtzustand ersetzt.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme

Projekte

• Einlippentiefbohren mit sensorintegrierten Werkzeugen zur Einstellung definierter Funktionsmerkmale in der oberflächennahen Bohrungsrandzone (Antragsteller Möhring, Hans Christian ;  Weihe, Stefan )
• Gezielte Einstellung von Randzoneneigenschaften mittels In-Prozess-Überwachung und adaptiver Prozessführung beim Schleifen (Antragsteller Dix, Martin ;  Epp, Jérémy ;  Karpuschewski, Bernhard )
• Gezielte Oberflächenkonditionierung von 100Cr6 beim kryogenen Hartdrehen durch modellbasierte Prozessvorsteuerung und Prozessregelung (Antragsteller Aurich, Jan C. ;  Beck, Tilmann ;  Seewig, Jörg )
• Intelligentes Sensorsystem zur störgrößeninvarianten Konditionierung von Eigenspannungszuständen bei der Zerspanung von Ti-6Al-4V - Phase 2 (Antragsteller Heizmann, Michael ;  Zanger, Frederik )
• Koordinationsfonds (Antragsteller Schulze, Volker )
• Modellbasierte Bestimmung der Randzoneneigenschaften bei der Fräsbearbeitung vonTi-6Al-4V (Antragsteller Krempaszky, Christian ;  Zäh, Michael Friedrich )
• Modellgestützte Regelung der Bauteilrandzoneneigenschaften beim Hartdrehen (Antragsteller Bergs, Thomas ;  Münstermann, Sebastian )
• Prognose des Randschichtzustandes für die robuste Regelung eines Drehprozesses unter Einsatz von in-process Messtechnik und datengetriebener Softsensorik (Antragsteller Kroll, Andreas ;  Niendorf, Thomas ;  Zinn, Wolfgang )
• Prozessintegrierte Softsensorik zur Oberflächenkonditionierung beim Außenlängsdrehen von 42CrMo4 (Antragstellerinnen / Antragsteller Lanza, Gisela ;  Schulze, Volker ;  Wolter, Bernd )
• Prozessintegriertes Mess- und Regelungssystem zur Ermittlung und sicheren Generierung von funktionsrelevanten Eigenschaften in Oberflächenrandzonen beim BTA-Tiefbohren (Antragsteller Biermann, Dirk ;  Walther, Frank ;  Zabel, Andreas )
• Prozesssichere Einstellung von Randzoneneigenschaften bei der spanenden Bearbeitung hochfester und duktiler Stähle mit einem lernfähigen Fertigungssystem (Antragsteller Breidenstein, Bernd ;  Denkena, Berend ;  Maier, Hans Jürgen )
• Softsensorik zur prozessintegrierten Beeinflussung der Bauteildauerfestigkeit bei der Drehbearbeitung von Aluminium (Antragsteller Lampke, Thomas ;  Schubert, Andreas )
• Verschleißkompensierende Einstellung von nanokristallinen Randschichtzuständen mittels ortsaufgelöster Temperatur- und Verschleißmessung (Antragsteller Bräuer, Günter ;  Schulze, Volker )

• Sprecher: Professor Dr.-Ing. Volker Schulze