Ultraschallfräse

• Fachliche Zuordnung: Mechanik und Konstruktiver Maschinenbau
• Förderung: Förderung in 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 551561753

Leichtbau bedeutet u.a. auch die werkstofflichen- und mechanischen Design- und Belastungsgrenzen der entwickelten Bauteile vollends auszuschöpfen. Kleinste Unregelmäßigkeiten im Aufbau der Strukturen oder aber Fehlstellen können einen signifikanten Einfluss auf die spätere Bauteilgüte haben und die Lebensdauer dramatisch beeinflussen. Dies ist besonders im Bereich des Multimaterial- oder auch Hybridleichtbaus zu berücksichtigen, da hier eine Vielzahl unterschiedlicher Materialkombinationen mit entsprechend komplexen, lastübertragenden Grenzphasen zum Einsatz kommen. Die fehlerfreie mechanische Bearbeitung der Grenz- und Übergangsbereiche sowie der begrenzenden Konturen als potentielle Schädigungsquellen, kommt daher eine besondere Bedeutung zu. Das Institut für Leichtbau mit Hybridsystemen (ILH) beschäftigt sich mit zwei unterschiedlichen Hybridansätzen und konzentriert die Forschung in den Domänen der faserverstärkten Kunststoff-Metall-Strukturen und der Multimaterial-Additiven Fertigung. Innerhalb der unterschiedlichen Prozessketten zur Herstellung dieser Systeme (z.B. intrinsisch hergestellte Bauteile mit einer metallischen Grundstruktur und lokaler Verstärkung durch faserverstärkte Kunststoffsysteme) gibt es eine Vielzahl an offenen Fragestellungen, die die spätere Bauteilqualität beeinflussen. Das hier beantragte Großgerät ist innerhalb der Prozessketten im Bereich der Zwischen- und Endbearbeitung angesiedelt. Es soll dazu dienen, grundlegende Erkenntnisse sowohl hinsichtlich der optimalen Bearbeitbarkeit von Hybriden als auch der durch den Bearbeitungsprozess selbst resultierenden Beeinflussung der Eigenschaften der Leichtbaukomponenten (wie z.B. der Lebensdauer) durch entsprechende Forschungstätigkeiten zu gewinnen. Durch die gezielte Instrumentierung der eingesetzten Bearbeitungswerkzeuge in Kombination mit einer ultra-schallüberlagerten Bewegung während der trennenden Bearbeitung werden neue Mess- und Bearbeitungsmöglichkeiten geschaffen. Damit können einerseits bessere Schnittkantenqualitäten erzeugt und andererseits auch gezielt modifiziert werden, so dass ein tiefes Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Schnittkantenqualitäten und Eigenschaftsprofil von Hybridstrukturen erreicht werden kann. Im Bereich der additiven Herstellung metallischer Multimaterial-Strukturen soll eine intelligente Bearbeitung möglich werden, die während der Bearbeitung unterschiedliche Werkstoffeigenschaften z.B. durch Eigenfrequenzanalysen detektiert und die Bearbeitungsparameter dementsprechend gezielt anpasst. Das beantragte Mehr-achsbearbeitungszentrum soll idealerweise sowohl digital als auch physisch in die bestehenden Prozessketten am ILH eingebunden werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Ultraschallfräse
• Gerätegruppe: 2170 Chemische Sägen, Elektrolyse-Ätz-Maschinen, Funkenerosionsgeräte
• Antragstellende Institution: Universität Paderborn
• Leiter: Professor Dr. Thomas Tröster