Numerische Simulation der Ausbildung der Schnittfugenzogen beim Plasmaschmelzschneiden

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Heinz Haferkamp (†)
• Fachliche Zuordnung: Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 1997 bis 2004
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5463359

... Nach der erfolgreichen Implementierung von Wärmequellmodellen für das Plasmaschmelzen im ersten Antragszeitraum treten die darin bisher größtenteils empirisch berücksichtigten, direkt mit der Plasmaströmung verknüpften Prozesse in den Vordergrund. Eine strömungsmechanische Simulation des Plasmastrahls soll mit der im ersten Antragszeitraum entwickelten Simulation des Wärmeeintrags in ein Werkstück gekoppelt werden. Das trotz der Einbindung in das Wärmequellmodell bisher unzureichend berücksichtigte Verhalten der Schmelze wird in einem zweiten Schritt durch eine zweiphasige Simulation der Strömung direkt modelliert werden. Ein zu implementierender Algorithmus hat dabei für jeden Simulationsschritt die Lösungen der verschiedenen Modelle miteinander abzugleichen.... Aufgrund der Verwandtschaft der thermischen Trenn- und Fügeverfahren ist trotz der im Detail sehr unterschiedlichen Prozesse eine Übertragbarkeit der im Projekt entwickelten und zu entwickelnden Modelle und Algorithmen zum Plasmaschmelzschneiden auf diese Verfahren gegeben.Ein erster Nutzungsversuch der Simulation als ein dem Experiment vergleichbarem Werkzeug soll in Form einer erstmalig geplanten, faktorisierten Simulationsreihe geschehen. Die Funktion und Gültigkeit der Modelle ist durch den Einsatz der Simulation zur Verbesserung von Brennereigenschaften zu testen. Daraus sind Zielvorgaben für weitere Entwicklungsarbeiten abzuleiten.Neben der experimentellen Überprüfung der Teilmodelle ist die Bereitstellung von Werkstoffdaten für die Simulation eine dringliche Aufgabe.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 251: Werkstoffbezogene numerische Simulation thermischer Prozesse in der Produktionstechnik
• Beteiligte Person: Professor Dr.-Ing. Matthias Niemeyer