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Abteilung Zerspanung

Die Abteilung Zerspanung repräsentiert einen technologisch ausgerichteten For­schungs­schwer­punkt am ISF. Hier erfolgt die Bearbeitung wissenschaftli­cher Fragestellungen zur Ent­wick­lung, Auslegung und Optimierung von Werkzeugen und Prozessen im Bereich der spanenden Fertigungsverfahren mit geometrisch bestimmter Schneide. Das Leistungsspektrum umfasst dabei neben dem Schwerpunkt der Grundlagenforschung und der industrienahen For­schung und Ent­wick­lung auch Forschungsdienstleistungen und tech­no­lo­gi­sche Be­ra­tung. Zielsetzung ist die Erarbeitung anwendungsbezogener Lö­sun­gen für He­raus­for­de­run­gen aus der Produktionstechnik in Ko­ope­ra­ti­on mit anderen For­schungs­ein­richtungen sowie in direkter Zu­sam­men­arbeit mit Partnern aus der Industrie.

Inhaltlich orientiert sich die Abteilung an den konventionellen Fertigungsverfahren mit geometrisch bestimmter Schneide, wie Bohren, Drehen oder Fräsen, gefolgt von den teilweise daraus abgeleiteten Sonderverfahren, wie z. B. Tief­bohren, Reiben und Gewinden. Die wesentlichen Ar­beits­ge­biete liegen in der Ent­wick­lung, Einsatzqualifizierung und Effizienzsteigerung von Prozessen und Werkzeugen sowie in der Bearbeitung von Sonderwerkstoffen. Auf dem Gebiet der Sonderwerkstoffe bilden Leichtbaumaterialien, Titan- und Nicke­lbasis­legierungen, metallische Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde, gradierte Werkstoffe, faserverstärkte Kunststoffe, intermetallische Verbindungen sowie für die Zerspanung herausfordernde Stähle die Schwer­punkte aktueller Analysen. Die Über­tra­gung von Forschungsergebnissen in die Praxis erfolgt anhand bauteilspezifischer Zerspanungsuntersuchungen.

Neben der Steigerung von Prozessverständnis und Pro­duk­ti­vi­tät liegt der Fokus auch auf einer umweltgerechten und ressourcen- sowie ener­gie­effi­zien­ten Gestaltung von Bearbeitungsoperationen. Die Durchführung experimenteller Arbeiten mit­hil­fe der umfangreichen maschinellen und messtechnischen Aus­stat­tung des Institutes wird durch den Ein­satz moderner Mög­lich­keiten der Modellierung und Simulation ergänzt. Simulationen mit der Finite-Elemente-Methode sowie die metallographische Präparation wer­den sowohl zur Charak­teri­sierung prozessbedingter Bauteilveränderungen genutzt als auch, um das Prozessverständnis zu vertiefen und Wirkzusammenhänge im Prozessumfeld abzuleiten. Ein weiterer Schwerpunkt liegt im Bereich des effizienten Einsatzes von Kühlschmierstoffen in der spanender Fertigung. Um die Wechsel­wir­kungen zwischen Prozess und Fluid zu verstehen und darauf basierend Verbesserungspotentiale aufzudecken, wer­den sowohl Methoden der experimentellen Fluidanalyse als auch der Strömungssimulation (Computaltional Fluid Dynamics) genutzt. Die Themen Di­gi­ta­li­sie­rung, Sensorintegration und Oberflächenfunktionalisierung gewinnen ins­be­son­de­re in Zu­sam­men­hang mit der Beeinflussung der Oberflächenrandzone und somit der Lebensdauer von hochbelasteten Komponenten zunehmend an Be­deu­tung innerhalb dieser Abteilung des ISF.

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Projekte

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Arbeitskreis Zerspanung innovativer Stahlwerkstoffe

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Ganzheitliche Ent­wick­lung und Charak­teri­sierung einer effizienten Herstellung lösbarer Fügestellen für Aluminium- und Magnesium-Leichtbauwerkstoffe

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Grund­lagen­unter­suchungen zum Mikro­einlippen­tief­bohren bei anspruchsvollen An­bohr­situationen

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Schwingungsreduzierung bei der Dreh- und Fräsbearbeitung von Leichtbaumaterialien durch den Ein­satz strahl­ge­schmolz­ener Werkzeugaufnahmen

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Untersuchungen zur Optimierung der Schneidengestalt von VHM-Wendelbohrern für die Bearbeitung von warmfesten Nicke­lbasis­legierungen am Beispiel von Inconel 718

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Untersuchungen zum Einfluss der spanenden Bearbeitung und des Schwefelgehalts auf die Schwingfestigkeit des Vergütungsstahls 42CrMo4+QT

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Ent­wick­lung eines simulativen Modells zur Einflussanalyse des Kühlschmierstoffes beim Wendeltiefbohren mit kleinen Durchmessern unter Be­rück­sich­ti­gung der Spanbildung

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Geometrisch bestimmte Ober­flächen­strukturierung zur formschlüssigen Anbindung thermisch gespritzter Schichten

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Effiziente Modellierung der Spanbildung im orthogonalen Schnitt durch Verwendung isogeometrischer Analyse und moderner Methoden der Material­charakteri­sierung

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Prozessintegriertes Mess- und Regelungssystem zur Ermittlung und sicheren Generierung von funktionsrelevanten Ei­gen­schaf­ten in Oberflächenrandzonen beim BTA-Tief­bohren (im SPP 2086)

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Grundlegende Untersuchungen zum Reibungskontakt in der Wirkzone bei der spanenden Bearbeitung

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Modellierung der Kühlschmierstoff- verteilung beim Einlippentiefbohren unter Be­rück­sich­ti­gung des Spantransports mittels CFD- und SPH/DEM-Simulation zur Werkzeug- und Prozessoptimierung

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Ent­wick­lung und Er­for­schung eines mechatronischen Werkzeugsystems zur Kompensation des Mittenverlaufs beim BTA-Tief­bohren

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Leichte und schwingungsdämpfende hybride FVK-Metall-Rohre mit strukturintegrierter Sensorik für BTA-Tiefbohrprozesse

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Gezielte Begrenzung der Spandickenschwankung zur Stabilisierung der Spanbildung bei höherfesten Metallen

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SPP 2231 FluSimPro - Gekoppelte mechanische und fluid-dynamische Simulationsmethoden zur Realisierung effizienter Produktionsprozesse

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Simulation und Optimierung der KSS-Strömung zur Reduzierung der thermischen Werk­zeug­be­lastung bei der diskontinuierlichen Bohrbearbeitung von Inconel 718

Abbildung eines BTA-Tiefbohrprozesses im Schnitt (Firma botek) © botek

Werkzeug- und Prozessentwicklung für effiziente Ejektor­tief­bohr­prozesse mittels Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH)

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SPP 2231 FLUSIMPRO: Voll gekoppelte Fluid-Struk­tur-Kontakt-Simulationen zum Ver­ständ­nis der Vorgänge in den Kontaktzonen beim Orthogonalschnitt unter KSS

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Grundlegende Untersuchungen zur Ent­wick­lung einer einphasigen CO2-Schmierstofflösung für eine gezielte kryogene Minimal­mengen­schmierung beim Tief­bohren von schwer zerspanbaren Werkstoffen

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Ent­wick­lung und Implementierung eines Konzepts zum Ein­satz einer Tief­tem­peratur­emulsion (TTE) in der Bohrbearbeitung von Inconel 718

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Kalender

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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.

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.

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