Pulsationsfreie CO₂-Förderung bei der kryogenen MMS-Tiefbohrbearbeitung von Inconel 718

Beschreibung / Inhalt der anstehenden Arbeiten:

Die kryogene Minimal­mengen­schmierung (kMMS) ist ein vielversprechender Ansatz für die nachhaltige Zerspanung schwer zerspanbarer Werkstoffe. Flüssiges CO₂ kühlt dabei direkt an der Schneide, während ein Schmierstoff in kleinsten Mengen über die innere Kühlmittelzufuhr des Werkzeugs zugeführt wird. So entfallen konventionelle Kühlschmierstoff-Emulsionen vollständig, und die Späne bleiben trocken.

Für eine stabile Versorgung der Wirkzone ist eine gleichmäßige Förderung des CO₂-Schmierstoff-Gemischs entscheidend. In bisherigen Untersuchungen wurde der CO₂-Druck mit einem Einkolbenverdichter angehoben. Der Massenstrom schwankte dabei deutlich, und ein Vorteil höherer Drücke für den Tiefbohrprozess zeigte sich nicht. Offen ist, ob die Pulsation den Einfluss des Drucks überlagert hat.

Am Versuchsstand steht nun ein neues CO₂-Regelmodul mit Kolbenspeicher zur Verfügung, das eine pulsationsarme Förderung ermöglicht. Damit sollen die bisherigen Druckversuche unter neuen Bedingungen wiederholt und direkt mit den früheren Ergebnissen verglichen werden.

Im Rahmen der Projektarbeit soll das Regelmodul in Betrieb genommen werden. Anschließend werden Tiefbohrversuche bei verschiedenen CO₂-Drücken durchgeführt und ausgewertet.

Mögliche Aufgabenbereiche umfassen:

• Inbetriebnahme des CO₂-Regelmoduls am Versuchsstand
• Messung des CO₂-Massenstroms bei verschiedenen Druckstufen
• Aufbau und Durchführung von Tiefbohrversuchen in Inconel 718
• Erfassung von Werkzeugverschleiß, Prozesskräften und Zerspantemperatur
• Auswertung und Interpretation der experimentellen Daten

• Vergleich mit den Ergebnissen des bisherigen Verdichtersystems

   

Voraussetzungen:

Gesucht werden motivierte Studierende des Maschinenbaus mit Interesse an:

• Fertigungstechnik
• Mess- und Anlagentechnik
• experimenteller Forschung
• praktischer Arbeit an Maschine und Versuchsstand