Leichte und schwingungsdämpfende hybride FVK-Metall-Rohre mit strukturintegrierter Sensorik für BTA-Tiefbohrprozesse
Das BTA-Tiefbohren ist ein Verfahren zur Erzeugung von Bohrungen mit hohen Länge-zu-Durchmesser-Verhältnissen. Die erforderlichen Werkzeuglängen führen hierbei jedoch zu einer erhöhten Schwingungsneigung des Werkzeugsystems. Starke Torsionsschwingungen beim Bohren, die vor allem bei der Bearbeitung hochlegierter Werkstoffe entstehen, führen zu erhöhtem Verschleiß der Schneiden und Führungsleisten sowie zu einer reduzierten Bohrungsgüte. Eine Möglichkeit zur Verbesserung des dynamischen Verhaltens ist der Einsatz von Bohrrohren aus faserverstärkten Kunststoffen (FVK). Die aus der heterogenen Struktur aus Glas- bzw. Kohlenstofffasern und der polymeren Matrix resultierende Schwingungsdämpfung wirkt sich positiv auf das Verschleißverhalten und die Bohrungsqualität aus. Aufgrund der typischerweise hohen Bauteilkosten stellt zudem die damit einhergehende Steigerung der Prozesssicherheit einen großen Vorteil dar.
Aufgrund vielversprechender Voruntersuchungen mit einem CFK-Prototypen (s. Abbildung) soll daher in diesem Kooperationsprojekt des Instituts für Spanende Fertigung (ISF), des Leibniz-Instituts für Polymerforschung Dresden (IPF) und des Fraunhofer-Instituts für Zerstörungsfreie Prüfverfahren (IZFP) ein hybrides FVK-Bohrrohr mit strukturintegrierter Sensorik entwickelt werden. Neben den Erfahrungen aus Grundlagenuntersuchungen zum BTA-Tiefbohren und zur Herstellung, zum Einsatz und zur messtechnischen Überwachung von Metall-CFK-Leichtbaustrukturen ist durch die Kooperation mit den Firmen carbovation, BGTB und Kaiser Maschinenbau und Zerspanungstechnik von der Entwicklung über die Konstruktion und Herstellung der Bohrrohre bis zur Einsatzvalidierung die Unterstützung und der Einfluss der Expertise industrieller Partner sichergestellt. Zur Qualifizierung für den industriellen Einsatz stehen bei der Entwicklung des FVK-Bohrrohrs neben dem direkten Einfluss auf den Tiefbohrprozess und damit auf den Werkzeugverschleiß und die Bohrungsgüte zudem die materialspezifischen Eigenschaften von Faserverbundwerkstoffen (Laminataufbau, KSS-Einfluss, hybride Verbindungselemente) und die sensorische Erfassung der im Verbund wirkenden Belastungen im Fokus. Der Einsatz von FVK für Werkzeugsysteme erfordert Untersuchungen der Wechselwirkungen der Matrix und der Fasern mit anderen Maschinenkomponenten, z.B. im Bereich von Dichtstellen oder Kontaktstellen am Dämpfungssystem, sowie mit KSS und Spänen. Zudem muss für den Einsatz strukturintegrierter Sensorik der Faserwickelprozess hinsichtlich der Anbindung der Sensorfasern bei möglichst geringem Einfluss auf den Faserverbund entwickelt werden.
Es erfolgen im Rahmen des Projekts umfassende experimentelle und simulationsgestützte Untersuchungen zur Schwingungsoptimierung und zur Anpassung des Laminataufbaus an den Zerspanprozess. Korrosionsvorgänge bei direktem Kontakt zwischen Fasern und Metall machen zur dauerhaften Anbindung von metallischen Komponenten die Entwicklung hybrider Verbindungssysteme erforderlich. Mithilfe einer Datenleitung zu Sensoren im Bohrkopf und Sensoren im Laminat des Bohrrohrs werden die prozessparallele Erfassung wichtiger Prozessgrößen und kritischer Belastungsfälle und so ein Condition Monitoring des Werkzeugsystems untersucht.

Suche & Personensuche
Kalender
Zur VeranstaltungsübersichtAnfahrt & 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.
Mit dem Taxi zur TU Dortmund, Campus Süd (min. 20 Min und 30,- EUR) (siehe Karte)
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.
