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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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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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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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