Grundlagenuntersuchungen zum Mikroeinlippentiefbohren bei anspruchsvollen Anbohrsituationen
Am Institut für Spanende Fertigung (ISF) der TU Dortmund wird in einem aktuellen Forschungsvorhaben die Verfahrenskombination aus Pilotbohren durch Laserstrahlen und anschließendem mechanischen Mikroeinlippentiefbohren bei ungünstigen Anbohrbedingungen untersucht. Dabei liegt der Fokus der Untersuchungen auf der Realisierung der genannten Verfahrenskombination beim Tiefbohren mit kleinen Durchmessern an schrägen, gewölbten und randschichtgehärteten Werkstückoberflächen. Industrielle Anwendungsgebiete liegen z. B. in der Medizintechnik bei der Bearbeitung von stark variierenden und komplex konturierten Implantaten, in der Automobilindustrie bei der Fertigung von Schmierbohrungen in Wälzlagerringen oder Getriebewellen sowie in der Luftfahrtindustrie bei der Erzeugung von Kühlbohrungen in Turbinenschaufeln. Um diese Zielsetzung zu erreichen, werden die Eigenschaftsvorteile des Laserbohrens, charakterisiert durch eine schnelle und verschleißfreie Bearbeitung, mit denen des mechanischen Einlippentiefbohrens, in Form hoher realisierbarer Aspektverhältnisse und Bohrungsqualitäten, gezielt kombiniert.
In einem ersten Schritt erfolgen dazu Versuche zum Materialabtrag beim Laserbohren basierend auf einer statistischen Versuchsplanung. Nach Identifikation geeigneter Bearbeitungsparameter für das Laserpilotieren unter Berücksichtigung der Anforderungen, die das spätere Einlippentiefbohren an die Gestalt und Beschaffenheit der Pilotbohrung stellt, steht die Realisierung der Verfahrenskombination für die unterschiedlichen Anbohrbedingungen im Fokus. Die Durchführung der experimentellen Versuche erfolgt auf einer vorhandenen Sondermaschine, die speziell für diesen Anwendungsfall konzipiert ist und die Verfahrenskombination aus Laserpilotieren und Mikroeinlippentiefbohren in einer Aufspannung ermöglicht.
Zusätzlich erfolgt die Durchführung von Vergleichsversuchen unter konventioneller Prozesskette, bestehend aus den Fertigungsschritten, Fräsen zur Erzeugung einer Planfläche, Pilotbohren und Einlippentiefbohren auf einem Bearbeitungszentrum. Die technologische und wirtschaftliche Bewertung der Verfahrenskombination erfolgt anhand detaillierter Analysen mit Blick auf die erzielbare Werkzeugstandzeit, Spanformung, Bohrungsqualität und Fertigungszeit.
Ansprechpartner:
Sebastian Michel, M.Sc.
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