Grundlagenuntersuchungen zur Leistungssteigerung der spanenden Gesteinsbearbeitung mit tangentialschwingenden ultraschallangeregten Werkzeugen

• Antragsteller: Dr.-Ing. Thomas Stehle
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 320797681

Aus der durchgeführten Literaturrecherche lässt sich ein Forschungsbedarf auf dem Gebiet der hybriden schwingungsunterstützten spanenden Gesteinsbearbeitung ableiten. Besonders in Bezug auf die Art der realisierten Schwingungsanregung bzw. vielmehr der Schwingungsrichtung fällt auf, dass sich eine Vielzahl von Arbeiten mit der axialen Anregung befasst, während hybride Systeme mit tangentialer Anregung bisher nur wenig erforscht wurden. Die vereinzelten auf diesem Gebiet veröffentlichen Arbeiten beschäftigen sich zudem nur am Rande mit der Technologie des ultraschallunterstützen Zerspanens. Auch liegt ihr Schwerpunkt ausschließlich auf den theoretischen Möglichkeiten der tangentialen Schwingungserzeugung, nicht jedoch auf den Möglichkeiten der Anwendung sowie der grundlegenden Mechanismen, deren Verständnis für eine erfolgreiche Anwendung erforderlich ist. Fragestellungen zu verfahrenstechnischen bzw. materialspezifischen Einstellgrößen, zu geeigneten Bearbeitungsstrategien unter Berücksichtigung des zu bearbeitenden Materials und zu möglichen Maßnahmen zur Verbesserung der Bearbeitungsqualität bleiben bisher gänzlich unberücksichtigt.Aus dieser Betrachtung leitet sich ein Handlungsbedarf in Bezug auf die Erforschung der schwingungsunterstützten Zerspanung mit tangentialer Anregungskomponente ab. Daher zielt dieses Forschungsvorhaben auf die Erarbeitung eines besseren Verständnisses der Mechanismen der schwingungsunterstützen spanenden Bearbeitung mit tangentialer Anregung sowie den daraus abgeleiteten Bearbeitungsstrategien und -parametern für eine erfolgreiche Anwendung in hybriden Zerspanprozessen. Zu diesem Zweck werden in diesem Vorhaben mehrere Konzepte der tangential schwingenden Sonotroden entwickelt und untersucht. Die anschließenden Zerspanversuche sollen die vorherrschenden Zusammenhänge bei der schwingungsunterstützten, spanenden Gesteinsbearbeitung aufdecken und das Prozessverständnis erhöhen. Zusätzlich sollen die gewonnenen Erkenntnisse zur Erarbeitung von Fertigungsrichtlinien und der Identifikation eines optimalen Prozessparameterfensters zur ultraschallunterstützten Gesteinsbearbeitung dienen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr.-Ing. Mathias Liewald