Zum Inhalt

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“

Kalender

Zur Veranstaltungsübersicht

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.

Interaktive Karte

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.

Campus Lageplan Zum Lageplan