Werkzeug-Werkstück-Wechselwirkung beim ultraschallunterstützten Schleifen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Eckart Uhlmann
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung seit 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 326610871

Die stetige Neu- und Weiterentwicklung von Werkstoffen mit verbesserten mechanischen sowie thermischen Eigenschaften aber auch die Forderung nach Produktivitätssteigerung, bezogen auf die Prozesszeiten, erfordern optimierte Fertigungsverfahren sowie eine Anpassung der Maschinentechnik. Insbesondere im Bereich der Hochleistungskeramiken besteht eine hohe Nachfrage aufgrund der hervorragenden und stetig verbesserten Eigenschaften. Diesen hochharten und verschleißfesten, technischen Keramiken kann durch innovative Materialoptimierungen zunehmend auch eine hohe Zähigkeit verliehen werden. Hierdurch wird die Hartfeinbearbeitung jedoch vor große Herausforderungen hinsichtlich steigender Bearbeitungskräfte und Werkzeugbelastungen gestellt. Durch geeignete Prozessparameter lassen sich spröde Abtrennmechanismen herbeiführen, wodurch in der Regel niedrigere Prozesskräfte im Vergleich zur duktilen Zerspanung entstehen. Als Indikator für die auftretenden Spanentstehungsmechanismen lässt sich materialbezogen die kritische Spanungsdicke nach Bifano berechnen. Durch eine hohe Materialzähigkeit steigt die kritische Spannungsdicke, wodurch das Spanen mithilfe spröder Abtrennmechanismen infolge der hohen, dafür notwendigen Korneinzelkräfte massiv erschwert wird. Eine Möglichkeit die kritische Spanungsdicke vorteilhaft zu beeinflussen, ist die Überlagerung der Kinematik des Schleifprozesses mit einer Ultraschallbewegung. Das Hauptziel des beantragten Vorhabens besteht daher in der Erforschung des Einflusses der real am Bauteil auftretenden Amplitude auf die Prozesskenngrößen und das Schleifergebnis sowie die damit verbundene prozesssichere Anwendung von ultraschallunterstützter Schleiftechnik bei der Keramikbearbeitung. Während im ersten Förderzeitraum zunächst nur nicht konditionierbare galvanische Schleifwerkzeuge im Mittelpunkt standen, liegt im zweiten Förderzeitraum der Schwerpunkt auf dem Vergleich marktüblicher Schleifwerkzeuge mit konditionierbarem Schleifbelag.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen