Integrale gekoppelte Simulation zur Fluiddynamik des Kühlschmierstoffs und des Zerspanungsprozesses beim Vibrationsbohren - ViBohr

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Udo Fritsching; Professor Dr.-Ing. Bernhard Karpuschewski
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik ; Mechanische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 439950037

Das Ziel des Teilprojekts ViBohr im Rahmen des Schwerpunktprogramms (SPP) 2231 Flu-SimPro ist es, mittels eines integralen, gekoppelten ViBohr-Prozesssimulationsmodells eine effiziente Prozessgestaltung und Prozessoptimierung des vibrationsunterstützten Bohrprozesses zu erreichen. Die Basis der Modellierung ist ein grundlegendes Verständnis der Minimalmengenschmierung (MMS)-Strömung und -Wirkung auf die Spanbildungs- und Span-transportmechanismen sowie den damit einhergehenden Wärmetransport beim vibrationsunterstützten Bohren. Entsprechend der zeitlichen Struktur des SPP sind die Arbeitsschwerpunkte des Vorhabens gegliedert in: • Phase 1: Modellentwicklung und Validierung der verschiedenen Prozessstufen (Mo-dellbausteine) • Phase 2: Modellkopplung und integrale Simulation • Phase 3: System- und Prozessoptimierung des vibrationsunterstützten Bohrens Die Zielsetzung in der dritten Phase des SPP sieht den Einsatz des integral gekoppelten Vi-Bohr-Simulationsmodells für die Analyse des KSS-Transports in die Wirkzone und der Wirkungen der MMS auf Spanbildung, Spantransport und Werkzeugbeanspruchung vor. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen soll eine Ableitung von Handlungsempfehlungen für eine optimierte Werkzeug-Geometrie und effiziente Prozessführung für das Vibrationsbohren sowie eine exemplarische Realisierung entsprechender Werkzeuge und Prozessführungen erfolgen. Weiterhin soll durch die Anwendung von Methoden zur Rechenzeitreduzierung, einer adaptiven Netzverfeinerung und einer verbesserten Kopplung der Teilmodelle (z.B. Zweiwegekopplung von CFD/DEM) das integral gekoppelte ViBohr-Simulationsmodell weiterentwickelt werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2231: Effizientes Kühlen, Schmieren und Transportieren – Gekoppelte mechanische und fluid-dynamische Simulationsmethoden zur Realisierung effizienter Produktionsprozesse (FLUSIMPRO)