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Grund­lagen­unter­suchungen zur Modellierung und Simulation des Materialabtrags bei der Schneidkantenpräparation durch abrasives Nassstrahlspanen

Die Leistungsfähigkeit von Zerspanungswerkzeugen lässt sich durch eine zielgerichtete Schneidkantenpräparation erheblich steigern. Bezogen auf den Materialabtrag durch die Präparation wird die Mikrogestalt an der Schneidkante häufig mithilfe der mittleren Schneidkantenverrundung zur Quantifizierung der Verrundungsgröße und des Formfaktors als Indikator für die Orientierung der Verrundung beschrieben. Die Einstellung beider Kenngrößen ermöglicht eine gezielte und anwendungsbezogene Auslegung der Schneidkantenmikrogestalt von Zerspanungswerkzeugen. Das abrasive Nassstrahlspanen bietet in diesen Zusammenhang eine flexible Einstellbarkeit dieser Kenngrößen. Bezogen auf die Prozesssteuerung ist das Verfahren jedoch äußert komplex, da es durch eine Vielzahl an Prozesseinstellgrößen gekennzeichnet ist. Ausreichende Er­kenntnisse über deren Wechselwirkung liegen bisweilen nicht vor, sodass häufig ein hoher Einrichtungsaufwand für den Nassstrahlspanprozess erfor­derlich ist, um das gewünschte Präparationsergebnis zu erzielen.

Das wissenschaftliche Ziel im hier beschriebenen Projekt mit dem Kurztitel „StrahlSim“ ist die Entwicklung einer leistungsfähigen Modellierung für die Simulation des Materialabtrags beim abrasiven Nassstrahlspanen zur Schneidkantenpräparation. Hierzu werden grundlegende Erkenntnisse über die Wirkzusammenhänge zwischen dem Abrasivstrahl und dem resultierenden Materialabtrag erarbeitet und in der Modellierung berücksichtigt. Insbesondere die Wechselwirkungen der Prozesseinstellgrößen liegen für die Prognose der Schneidkantenmikrogestalt mithilfe der Simulation im Fokus der Untersu­chungen.

Zur Entwicklung eines effizienten Modellierungsansatzes und auf Basis bisheriger Voruntersuchungen am Institut für Spanende Fertigung wird die Materialabtragssimulation im Rahmen dieses Projektes unter Verwendung von Dexel-Modellen umgesetzt. Der Strahlprozess ist dabei als Abtragsprozess zu verstehen, welcher in zeitlich diskreten Schritten einen Materialabtrag am räumlich diskret aufgelösten Werkstück verursacht. Die Entwicklung und Vali­dierung des Modells erfolgt in drei Schritten, wobei zunächst die charakteris­tische Abbildung des wirkenden Nassabrasivstrahls durch die Erzeugung eines parametrierbaren Materialabtragsmodells stattfindet. Der zweite Schritt umfasst die Weiterentwicklung und Validierung des Materialabtrags in der Simulation zur Anwendung der Schneidkantenpräparation an idealisiert aufgebauten Schnei­den.

Abschließend liegt der Fokus auf der Anwendung und Optimierung der Simula­tion für die Schneidkantenpräparation an komplexen Zerspanungswerkzeugen. Nach erfolgreichem Abschluss des Vorhabens ist die Wechselwirkung der Prozesseinstellgrößen beim abrasiven Nassstrahlspanen zur Präparation von Schneidkanten verstanden. Zudem steht eine Modellierung zur Verfügung, mit der die Schneidkantenmikrogestalt simulativ vorhergesagt werden kann.

© ISF
Untersuchungsaspekte und Entwicklungsstufen im Projekt „StrahlSim“

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Anfahrt & Lageplan

Von der A1

Vom Autobahnkreuz Dortmund/Unna auf die A44 Richtung Dortmund, diese geht in die B1 über. Ausfahrt Dortmund-Dorstfeld, Richtung Universität (weiter siehe Karte).

Von der A 45

Ausfahrt Dortmund-Eichlinghofen, Richtung Universität (weiter siehe Karte).

Alternativ können Sie sich die Anfahrt auch berechnen lassen: Google Maps.

Anreise mit der Bundesbahn bis Dortmund oder Bochum Hbf.

Ab Dortmund Hbf mit der S1 Richtung Düsseldorf bis zur Haltestelle Dortmund Universität (7 Minuten Fahrzeit).

Ab Bochum Hbf mit der S1 Richtung Dortmund bis zur Haltestelle Dortmund Universität (14 Minuten Fahrzeit).

Die S-Bahn fährt in beide Richtungen regelmäßig alle 20 Minuten. Von der S-Bahn Haltestelle aus mit der H-Bahn (Haltestelle S-Universität) bis zur Haltestelle Campus Süd (1 Station, fährt im 10 Minuten-Takt).

Zu den Wahrzeichen der TU Dortmund gehört die H-Bahn. Linie 1 verkehrt im 10-Minuten-Takt zwischen Dortmund Eichlinghofen und dem Technologiezentrum über Campus Süd und Dortmund Universität S, Linie 2 pendelt im 5-Minuten-Takt zwischen Campus Nord und Campus Süd. Diese Strecke legt sie in zwei Minuten zurück.

Vom Flughafen Dortmund

Mit dem Taxi zur TU Dortmund, Campus Süd (min. 20 Min und 30,- EUR) (siehe Karte)

Vom Flughafen Düsseldorf

Mit der S-Bahn Linie S1 Richtung Dortmund bis Haltestelle Dortmund-Universität (ca. 90 Min). Von hier mit der H-Bahn Richtung Campus Süd oder Eichlinghofen (fährt alle 10 Min) bis Campus Süd (ca. 3 Min)

Die Einrichtungen der Technischen Universität Dortmund verteilen sich auf den größeren Campus Nord und den kleineren Campus Süd. Zudem befinden sich einige Bereiche der Hochschule im angrenzenden Technologiepark. Genauere Informationen können Sie den Lageplänen entnehmen.

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