Bestimmung und Modellierung des mechanischen Verhaltens von Holzzellen und Zellverbänden zur Ermittlung der Oberflächenqualität bei der spanenden Bearbeitung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. André Wagenführ
• Fachliche Zuordnung: Leichtbau, Textiltechnik
• Förderung: Förderung von 1999 bis 2003
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5153990

Bei der Bearbeitung des Vorantrages (Fi 570/1-2) zeigte sich, daß eine kontinuumsmechanische Modellierung der Qualitätsbildung beim Fräsen von Holz nur für die Rißbildung möglich ist, da bestimmte mechanische Kenngrößen von Holzzellen nicht bekannt sind. Die bleibende Verdichtung der Zellverbände ließ sich nur aus der Anschauung heraus modellieren. Das mikromechanische Verhalten der oberflächennahen Schichten muß schrittweise durch idealisierte Ansätze modelliert werden, welche die Struktur der Zellverbände berücksichtigen. Die Modellierung soll mit FEM durchgeführt werden. Daraus können quantitative Aussagen zur Gestaltung der hergestellten Oberfläche in Abhängigkeit von der Wirkpaarung und ihrer Dynamik abgeleitet werden. Ziel der Arbeiten ist die Voraussage der Qualitätskriterien: Deformationstiefe, Rißtiefe, Rauheit und Welligkeit der Oberfläche mittels FEM. Die Verifizierung der Modelle wird anhand von REM-Aufnahmen definiert erzeugter Oberflächen und durch mikromechanische Messungen an Holzzellen bzw. Zellverbänden von Fichte bei konstantem Klima durchgeführt. Dafür muß eine Mikroprüfeinrichtung entwickelt und gebaut werden. Letztlich wird eine dreidimensionale strukturmechanische Modellierung ganzer Zellverbände z.B. mit Ansätzen aus Schalenelementen angestrebt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen