Eine Zuordnung von Oberflächeneffekten zu den Bedingungen beim Fertigungsprozess ist essenziell für die Verbesserung der Produktqualität von spanend gefertigten Oberflächen. Hierbei ist die größte Herausforderung, zu entscheiden, welche Oberflächeneffekte die Funktionsfähigkeit eines Bauteils einschränken und welche nicht. „Es zeigt sich, dass Oberflächen immer höheren Anforderungen genügen müssen und somit auch bisher wenig betrachtete stochastische Oberflächeneffekte an Relevanz gewinnen“, sagt Henke Nordmeyer. Im Projekt „Oberflächenentstehung beim Fräsen unter Berücksichtigung der Werkzeugmikrogeometrie“ untersucht der Wissenschaftler die stochastischen Oberflächeneffekte.
Im Projekt zum Einsatz kommen Methoden, die in abgewandelter Form auch bei der Bildverarbeitung beim autonomen Fahren genutzt werden. Diese Verfahren zur Analyse von Oberflächen basieren auf der Wavelettransformation. Mit dem Verfahren können die Oberflächen analysiert, einzelne Ursachen identifiziert und gezielt der Fertigungsprozess zur Verbesserung der Oberflächengüte angepasst werden. Dies ist möglich dank der Wavelettransformation und ihrer Fähigkeit, die Oberfläche in unterschiedliche Wellenlängen aufzuteilen. Nordmeyer: „Alle oberflächengenerierenden Effekte wie Werkzeugabdrängung, Schwingungen, Einzelzahneingriffe oder die elastische Spandickenrückfederung liegen beim Fräsprozess gleichzeitig vor.“
Bei der Analyse einzelner Effekte sind weitere Einflüsse zu beachten. So kann beispielsweise eine Abbildung der Werkzeugschartigkeit auf dem Werkstück nicht ohne einen Einfluss des Werkstoffs betrachtet werden. Nordmeyer: „Hier helfen uns Analogieversuche und Simulationen, die eine Trennung der oberflächenerzeugenden Effekte ermöglichen.“ Die einzelnen Untersuchungen liefern die nötigen Informationen zur Analyse der oberflächengenerierenden Effekte beim Flankenfräsen.
Das Ziel ist es nun, die Erkenntnisse der Oberflächenanalyse zu nutzen, um den Fertigungsprozess so einzustellen, dass die Oberflächengüte gesteigert wird. Dieses Prinzip ist auf die meisten spanenden Fertigungsprozesse übertragbar und soll zukünftig an weiteren Prozessen validiert werden.
Kontakt
Für weitere Informationen steht Ihnen M. Sc. Henke Nordmeyer, Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen per E-Mail unter [email protected] oder unter der Telefonnummer +49 511 762 18295 gerne zur Verfügung.
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