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Abteilung Zerspanung

Grundlagen und Modellierung

Prozesstechnologie

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

Logo des AkZis mit den beteiligten Instituten und Lehrstühlen © ISF

Arbeitskreis Zerspanung innovativer Stahlwerkstoffe

Simulationsbild der Eingriffssituation der Schneide im Werkstoff © ISF

Charak­teri­sierung und Modellierung des Verschleißverhaltens beschichteter Hartmetallwerkzeuge bei der Drehbearbeitung eines schwer zerspanbaren Stahlwerkstoffes

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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 zur Optimierung der Werkzeug- und Prozessgestaltung für die Bearbeitung von Ti-6Al-4V

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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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Qualifizierung des Glattwalzens von additiv gefertigten Bauteilen zur Erzeugung von Funktionsflächen

Gewinfeformwerkzeug und Beispiel-Werkstück © ISF

Technologische Grundlagenuntersuchung eines neuen Hochleistungsprozesses zur Herstellung von Innengewinden und mikrostrukturbasierte Charak­teri­sierung von deren Leistungsfähigkeit

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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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