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Statistische Prozessmodellierung bei der Bearbeitung inhomogener mineralischer Untergründe (SFB 823 TP B4)

Die spanende Bearbeitung von Beton mit Diamantwerkzeugen zeichnet sich sowohl durch ein stark heterogenes Gefüge des Werkstücks als auch des Werkzeuges aus. Daraus ergeben sich komplexe Eingriffsbedingungen, die nur noch mit sta­tis­tischen Methoden erfassbar sind. Eine gezielte Optimierung dieses Zerspanprozesses findet aufgrund mangelnder Kennt­nisse bzgl. der komplexen Wechsel­wir­kungen zurzeit kaum statt.

© ISF
Setzmuster von Diamanten und Beispiele für Segmentmakrogeometrien

Im Rah­men des SFB 823 wer­den in Ko­ope­ra­ti­on mit dem Lehrstuhl für Statistik mit An­wen­dungen im Bereich der In­ge­ni­eur­wis­sen­schaf­ten und dem Lehrstuhl für Werkstofftechnologie (LWT) am Institut für Spanende Fertigung die abbauphysikalischen Vorgänge bei der Bearbeitung des mehrphasigen, inhomogenen, mineralischen Materials Stahlbeton mit Diamantwerkzeugen un­ter­sucht. Hierbei wer­den Simulationen des Prozessverhaltens unter Zuhilfe­nahme statistischer Methoden ent­wickelt, um die Vielzahl der Einflussgrößen auf ein überschaubares Maß zu reduzieren.

Neben Kreis-, Ketten- und Seilsägen kom­men bei der Betonverarbeitung Kernbohrer zum Ein­satz. Kernbohrer verfügen über mehrere diamantimpräg­nierte Schneidsegmente. Diese bestehen aus einer metallischen Bindung und Schneidkörnern aus Diamant. Eine Optimierung dieser Werkzeuge hinsichtlich der erzielbaren Vorschubgeschwindigkeiten und des sich einstellenden notwendigen Werkzeugverschleißverhaltens setzt ein umfangreiches und detailliertes Prozesswissen voraus.

Die dritte Forschungsphase dieses im Rah­men des SFB 823 ge­för­der­ten Projektes ist der Verallgemeinerung der in den ersten Antragsphasen ent­wickelten Modelle von Einkornritz- und Segmentexperimenten auf vollständige Bohrkronen gewidmet. Hierbei wer­den sowohl Werkzeuge mit zufällig ver­teilten sowie mustergesteuerten Anordnungen der Diamanten analysiert. Mittels neuer statistischer Methoden für Lebenszeitmodelle wird dabei der Einfluss der Prozesskräfte auf den Werkzeugverschleiß erfasst und dabei ins­be­son­de­re die Lastumverteilung durch das Herausbrechen von einzelnen Diamantkörnern modelliert. Durch neue Ver­fah­ren zur Strukturbrucherkennung wer­den dabei die Zeitpunkte des Herausbrechens der Körner erfasst. Das Ziel ist dabei, die Grund­la­gen für die Ent­wick­lung des Prozesses und des Werk­zeuges zu erforschen, sodass für den im Projekt gewählten Anwendungsfall des Diamantkernbohrens eine Bohrkrone ent­wickelt wird, die ein Optimum hinsichtlich des auftretenden Verschleißes, der Energieeffizienz und der erzielbaren Vorschubgeschwindigkeit zeigt.

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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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