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

Dieses DFG-geförderte Schwer­punkt­programm wird ge­mein­sam mit dem Fachgebiet Werkstoffprüftechnik (WPT) der TU Dort­mund bearbeitet. Ziel des For­schungs­pro­jekts ist es, das BTA-Tief­bohren (Boring and Trepanning Association), ein Ver­fah­ren zur Erzeugung von Bohrungen mit ei­nem großen Länge-zu-Durchmesser-Verhältnis, mit­hil­fe kombinierter In-Prozess-Sensorik zu un­ter­su­chen, um Prozess-Struk­tur-Eigenspannungs-Beziehungen in Ab­hän­gig­keit von der Oberflächenkonditionierung durch den Zerspanprozess zu ermitteln.

Aus Sicht der Zerspanungstechnologie verfolgt der Antrag das Ziel, wis­sen­schaft­liche Grund­la­gen und tech­no­lo­gi­sche Lö­sun­gen für ein gezieltes Einbringen von Eigenspannungen beim BTA-Tief­bohren mit prozessintegrierter Randzonenbeeinflussung zu er­ar­bei­ten, um die Oberfläche und die Bauteil­eigenschaften, wie z. B. die Schwingfestigkeit, gezielt zu be­ein­flus­sen und zu verbessern. Zur Erweiterung des Prozessverständnisses soll wäh­rend des Bohrprozesses das thermomechanische Belastungskollektiv an den Wirkelementen des Werkzeugs er­mit­telt und analysiert wer­den.

Aus Sicht der Werkstofftechnik und -prüfung verfolgt der Antrag das Ziel, die Oberfläche zu konditionieren, mit dem Fokus, die Mechanismen der Eigen­spannungsentstehung und Mikrostrukturänderung beim BTA-Tief­bohren und die Randzonenbeeinflussung von austenitischen Stählen auf mikrostruktureller Ebene zu verstehen, die Stabilität der Eigenspannungen und ih­re Auswirkung auf die Bauteileigenschaften zu un­ter­su­chen und das quasistatische und zyklische Verformungsverhalten in Ab­hän­gig­keit von den induzierten Eigen­spannungen mikrostruktur- und mechanismenbasiert zu charakterisieren. Zudem sollen etablierte Methoden der Eigenspannungsmessung auf Basis mikromagnetischer Sensorik (weiter-)ent­wickelt und ex­pe­ri­men­tell im Sinne einer prozessintegrierten Sensorik und Prozessregelung validiert wer­den. Das gewonnene Prozessverständnis sowie die aufgenommenen und analysierten Messdaten bilden die Grundlage für eine Finite-Elemente-Simulation zur Vorhersage der resultierenden Bohrungsrandzone in Ab­hän­gig­keit von dem Schneiden- und Führungsleisteneingriff.

In der zweiten För­der­pe­rio­de soll ein Sensorkopf für das Magnetische Barkhausenrauschen ent­wickelt wer­den, der in den Bohrkopf integriert bzw. auf das Werkstück appliziert wird, um die Oberflächeneigenschaften, z. B. anhand induzierter Eigenspannungen und Härteveränderungen, in-process mittels Soft­sensorik zu ermitteln. Anschließend soll durch ein in der ersten För­der­pe­rio­de entwickeltes Prozessmodell die Prozessregelung dahingehend ertüchtigt wer­den, die angestrebten Eigenspannungswerte und Bauteileigenschaften auf Basis der in-process ermittelten Kennwerte wäh­rend des Fertigungsprozesses einzustellen und Prozessparameter nachzuregeln, damit die geforderten Ei­gen­schaf­ten gezielt und reproduzierbar eingestellt wer­den kön­nen.

© ISF
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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.

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