Zum Inhalt

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

Anspruchsvolle, warmfeste Werkstoffe stellen ein Kernelement bei der Fertigung hoch belastbarer, qualitativ hochwertiger Bauteile dar. Zu diesen Werkstoffen zählen Nicke­lbasis­legierungen, von denen ins­be­son­de­re Inconel 718 in Anwendungsfeldern wie der Luft- und Raumfahrt Ein­satz findet. Nickel­basislegierungen zeichnen sich durch ih­re Hochtemperaturfestigkeit, ih­re Kriechbeständigkeit und ih­re Widerstandsfähigkeit gegenüber Korrosion und chemischen Einflüssen aus. Diese Ei­gen­schaf­ten resultieren in be­son­de­ren He­raus­for­de­run­gen bei der Bearbeitung, im Speziellen der Bohrbearbeitung, dieser meist kostenintensiven, sicherheitskritischen Bauteile. Die Legierungen begünstigen bedingt durch ih­re geringe Wärmeleitfähigkeit einen verstärkten thermischen Energiefluss zum Schneidstoff. Um einen intensiven Werk­zeug­verschleiß der VHM-Werk­zeuge, wel­che bei der Bohrbearbeitung von Inconel 718 oftmals eingesetzt wer­den, und der damit verbundenen Verschlechterung der Bohrungsqualitäten vorzubeugen, müs­sen die bei der Bearbeitung auftre­tenden Temperaturen folglich geringgehalten wer­den. Die erschwerte Zugäng­lichkeit der Wirkstelle beim Bohren limitiert die Mög­lich­keiten der Prozess­kühlung und hiermit die einsetzbaren Schnittgeschwindigkeiten.

Um die Schnittgeschwindigkeit und in dieser Weise auch die Prozess­produktivität zu erhöhen, strebt das For­schungs­pro­jekt eine Anpassung des KSS-Konzepts an. Die Vorteile der be­ste­henden Konzepte, wel­che die innere Hochdruckkühlung mit Emulsion sowie die kyrogene Kühlung mit Flüssig­stickstoff oder Kohlendioxid umfassen, sollen bei der Ent­wick­lung einer Tief­tem­peratur­emulsion vereint wer­den. Die tiefkalte Emulsion kom­bi­niert dabei eine hohe Wärmekapazität und -leitfähigkeit mit einer effektiven Prozess­kühlung sowie einer verbesserten Wärmeabfuhr. Dies soll höhere Schnittwerte, längere Werkzeugstandzeiten und verbesserte Bauteiloberflächen sowie –rand­zonen er­mög­li­chen. Im For­schungs­pro­jekt wer­den hierfür eine bis T = -20°C abkühlbare Emulsion und ein zugehöriges KSS-System, welches unter an­de­rem einen isolierten Tank und ein Kühlaggregat beinhaltet, ent­wickelt. Darüber hinaus müs­sen die Werkzeugmaschine und ih­re Peripherie auf die neuen Einsatzbedingungen angepasst wer­den. Die Einsatzfähigkeit des neu­ar­ti­gen Systems wird im Anschluss um­fas­send technologisch un­ter­sucht und ei­nem Referenz-KSS gegenübergestellt. Hierfür wer­den auf ei­nem auf die Projektbedingungen adaptierten Bearbeitungszentrum Versuche mit verschie­denen Schnittgeschwindigkeiten und KSS-Zuführtemperaturen durch­ge­führt. Die zu untersuchenden Aspekte beinhalten den Werkzeugverschleiß, die Prozesskräfte, die Spanbildung, die Bohrungsqualität und -genauigkeit, die Schneiden- sowie die Bauteiltemperatur und die resultierende Bohrungs­randzonenintegrität.

Bei er­folg­rei­cher Um­set­zung des Forschungsvorhabens kön­nen eine höhere Wirtschaftlichkeit, Prozesssicherheit und Ressourceneffizienz bei der Bohrbear­beitung von Nicke­lbasis­legierungen wie Inconel 718 erzielt wer­den. Die Ergeb­nisse sind für Hersteller von KSS, Werkzeugen, Ma­schi­nen und Peripherien sowie die eigentlichen Produktionsanwender von besonderer Relevanz und kön­nen zur Etablierung des erweiterten Einsatzes von Emulsion beitragen.

© ISF
Konzeptioneller Aufbau für den Ein­satz einer tiefkalten Emulsion auf ei­nem BAZ

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