Erfassung und Modellierung der Geometriegenauigkeit beim Räumen von Profilnuten

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Thomas Bergs
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 538086781

Ziel des beantragten Vorhabens ist die Entwicklung eines integralen Modells zur Prognose der erzielbaren Form- und Maßgenauigkeiten beim Räumen von sicherheitskritischen Triebwerkskomponenten. Aktuelle technologische Entwicklungen in der Auslegung von Triebwerken für die Luftfahrtindustrie resultieren in filigraneren Strukturen, steigenden Aspektverhältnissen und engeren Toleranzfeldern der Form- und Maßgenauigkeiten. Die Räumbearbeitung von Profilnuten stellt den kritischen Prozessschritt bei der Fertigung von Turbinenscheiben dar. Aufgrund der fixen Werkzeuggeometrie ist eine adaptive Prozesssteuerung zur Erzielung der geometrischen Vorgaben nicht möglich. Unter Verwendung von empirisch ermittelten Prozessdaten, wie beispielsweise den spezifischen Zerspankraftkomponenten, und einer geometrischen Durchdringungsrechnung der Spanungsquerschnitte werden die auftretenden Maß- und Formabweichungen prädiktiv mittels nummerischer Simulationen ermittelt. Auf Basis des zu entwickelnden, integralen Modells kann anschließend eine wissens- und modellbasierte Werkzeug- und Prozessauslegung durchgeführt werden, mit dem Ziel, die geometrische Genauigkeit zu steigern bzw. die steigenden Toleranzanforderungen aufgrund der aktuellen Entwicklungen weiterhin zu erfüllen. Ergebnis ist ein Gestaltungsmodell zur systematischen Werkzeuggeometrie- und Prozessauslegung zur Erfüllung der geometrischen Anforderungen von Profilgeometrien und deren Funktionsflächen. Durch dieses Vorhaben werden die Einflüsse der Bauteil- und Werkzeuggeometrie und der Prozessparameter beim Räumen auf die Gestaltabweichungen von Profilnuten erforscht. Durch die Erforschung und Modellierung der zu Form- und Lageabweichung der Profilnuten führenden elastischen Bauteilverformung im Herstellungsprozess werden der Zerspanungsforschung neue Modelle und Methoden für die Qualitätssicherung und Werkzeugauslegung zur Verfügung gestellt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen