Rüdiger Pabst Livres

Der Tagungsband präsentiert die neuesten Forschungsergebnisse des Graduiertenkollegs 1483 und des Center of Computational Materials Science and Engineering. Das interdisziplinäre Forschungsfeld umfasst Computational Engineering, Werkstoffwissenschaft und Produktionstechnik, mit dem Schwerpunkt auf der Prozesskette vom Halbzeug zum Bauteil. Diese ganzheitliche Betrachtung und prozessübergreifende simulatorische Abbildung sollen die Grenzen des ingenieurwissenschaftlichen Wissens in einer Schlüsseltechnologie erweitern. Die Forschungsarbeiten konzentrieren sich auf Fertigungsprozesse von Blechbauteilen aus modernen Stählen sowie von Massivbauteilen aus martensitisch härtbaren Stählen. Die interdisziplinären Ansätze kombinieren Laborversuche, experimentelle Werkstoff- und Bauteilcharakterisierung sowie skalenübergreifende Simulationen. Während Strategien zur Simulation einzelner Fertigungsprozesse bereits weit entwickelt sind, stehen zwei entscheidende Schritte bevor: die Verknüpfung der Simulationsschritte für zuverlässige Prozessketten und die Umwandlung des Bauteilzustands in Prognosen für das Bauteilverhalten unter Einsatzbedingungen. Die zentrale Forschungsidee ist die Entwicklung von Simulationsmethoden zur Beschreibung und Optimierung von Bauteilzuständen in verketteten Fertigungsprozessen, unterstützt durch experimentelle Untersuchungen. Fortschritte mit hoher Anwendungsrelevanz werden durch die Kombination von Prozess- u

Bei der Trockenbearbeitung entfallen wesentliche Funktionen des Kühlschmierstoffes, insbesondere die Temperierung des Prozesses und des Werkstücks. Dies führt dazu, dass sich die Werkstücke während des Prozesses aufheizen, was thermisch induzierten Verzug verursacht. Dieser Verzug kann, abhängig von Größe, Form und Material der Bauteile, Toleranzprobleme und Ausschuss in der Produktion zur Folge haben. Die FEM-Simulation ermöglicht die Berechnung der thermischen Ausdehnung des Werkstücks, jedoch fehlen oft die Eingangsparameter zur Beschreibung des Wärmeeintrags. In dieser Arbeit werden mathematische Modelle zur Berechnung der Wärmestromdichte als Eingangsparameter entwickelt. Für die Verfahren Bohren, Fräsen und Reiben werden in umfangreichen Versuchsreihen die grundlegenden Einflussgrößen untersucht, wobei der Einfluss von Schnittgeschwindigkeit und Vorschub auf die Wärmestromdichte ermittelt wird. Zudem wird beim Fräsen der Verschleiß und beim Bohren der Einfluss unterschiedlicher Bohrergeometrien und -durchmesser betrachtet. Mittels Regressionsverfahren wird eine mathematische Beschreibung der Wärmestromdichte abgeleitet, die in die Simulation zur Berechnung des thermo-mechanischen Verhaltens eines Probekörpers einfließt. Verschiedene Simulationsstrategien werden angewendet und deren Ergebnisse mit experimentellen Messungen abgeglichen. Diese Arbeit demonstriert die Möglichkeit, den Wärmeeintrag mathematisch zu beschreiben