« Förderinformationen
Sie verwenden einen sehr veralteten Browser und können Funktionen dieser Seite nur sehr eingeschränkt nutzen. Bitte aktualisieren Sie Ihren Browser. http://www.browser-update.org/de/update.html
Schwerpunktprogramm Oberflächenkonditionierung in Zerspanungsprozessen (SPP 2086)
Termin:
15.09.2017
Fördergeber:
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Ziel der Arbeiten im Schwerpunktprogramm ist es, für Zerspanungsprozesse unter kombinierter Nutzung von in-process einsetzbarer Softsensorik und Prozesswissen in Form von Prozess-, Geometrie- und Werkstoffmodellen dynamische Vorsteuerungen bzw. -regelungen aufzubauen, die es gestatten, in metallischen Bauteilen gleichzeitig definierte Geometrien und Randschichtzustände einzustellen. Damit sollen diese Randschichtzustände und somit auch die Eigenschaften der gefertigten Bauteile auch bei Vorliegen von beobachtbaren Störgrößen (wie zum Beispiel Halbzeugtoleranzen, Werkzeugeinstellwinkel, anfänglicher Werkzeugverschleißzustand und Maschinenschwingungen) oder verborgenen Störgrößen (wie zum Beispiel Werkzeugverschleiß bzw. -schartigkeit im Eingriff und streuende Materialeigenschaften) im Prozess sichergestellt werden.

Die Arbeiten sollen auf zwei Phasen aufgeteilt werden. Dabei steht in der ersten Phase die Erforschung der notwendigen Zusammenhänge für eine schnelle und robuste Regelung der Fertigungsprozesse, basierend auf meist bekannten Einflussfaktoren auf Randschichtcharakteristika, im Vordergrund der Forschungsarbeiten. Die Analyse der Einflussfaktoren und die Aufbereitung des erforderlichen Prozesswissens in Form von Prozessmodellen führen zu einem tief gehenden Verständnis der Wirkzusammenhänge. Neben der Adaption bekannter Sensoren von Bulkmaterialien auf dünne Randschichtzustände, der Identifikation neuer Messprinzipien und der Nutzung komplexer Sensorik ist insbesondere die Softsensorik zu erforschen, sodass gegebenenfalls mehrere Sensoren gemeinsam mit einem Modell zur virtuellen Ermittlung einer an sich unzugänglichen Messgröße genutzt werden können.

In der zweiten Phase sollen dann die Messtechnik und die aus den Wirkzusammenhängen abgeleiteten Prozessmodelle zur dynamischen Vorsteuerung bzw. Prozessregelung eingesetzt werden und die Robustheit der Prozesse hinsichtlich im realen Ablauf unvermeidlicher Störeinflüsse analysiert werden. Damit wird der bereits angesprochene Paradigmenwechsel in der Vorgabe der Prozessstellgrößen vollzogen, weil diese durch die neue Prozessregelung nur noch in gewissen Intervallen vorgebbar sein werden. Dabei steht auch die Auswahl der einzusetzenden Messtechnik hinsichtlich Effizienz, Schnelligkeit, Signifikanz und nicht zuletzt auch Wirtschaftlichkeit im Mittelpunkt des Interesses, sodass die Bedeutung der einzelnen Messsignale hinsichtlich der Regelung des Prozesses auf das oben genannte gewichtete Optimum der einzelnen Zielgrößen zu bewerten sein wird. In der zweiten Phase soll zudem arbeitsgruppenübergreifend an der Übertragbarkeit der Mess- und Regelkonzepte auf weitere Prozesse gearbeitet werden.

Im Rahmen des Schwerpunktprogramms sollen zerspanende Endbearbeitungsprozesse mit geometrisch bestimmten und mit geometrisch unbestimmten Schneiden mit gebundenem Korn betrachtet werden, die thermisch-mechanische Hauptwirkungen aufweisen und in einem mechanisch stabilen Zustand betrieben werden. Die Analyse von Beschichtungen ist nur dann zulässig, wenn deren Aufbringung nicht während des Prozesses erfolgt und Ziel der Untersuchungen weiterhin die bearbeitete Randschicht bleibt. Die Messungen für die Prozessregelung müssen in-process erfolgen. Es werden ausschließlich Messprinzipien betrachtet, die direkt oder indirekt für das Schwerpunktprogramm relevante Randschichtcharakteristika erfassen. Modellbasierte Analyse- und Regelkonzepte werden bevorzugt.

Die betrachteten Bauteile sollen aus monolithischem Metall bestehen. Zu betrachten sind grundsätzlich gut verstandene Werkstoffe, für die insbesondere die Korrelationen zwischen Randschichtzustand und Bauteileigenschaften zugänglich sind. Untersuchungen zu den Bauteileigenschaften sollen daher nur in Sonderfällen zur Validierung der Projektidee vorgenommen werden.

Vorgesehen sind Kooperationsprojekte mit Beteiligung von im Allgemeinen zwei Arbeitsgruppen unterschiedlicher Disziplinen in einem gemeinsamen Antrag, um die Komplementarität des Wissens und der Ausstattung sowie die Interdisziplinarität sicherzustellen. In jedem Antrag soll die praktische Umsetzung des verfolgten Ansatzes in einem Fertigungsprozess und somit die Möglichkeit der Verifikation des angestrebten Ansatzes vorgesehen sein.
Weitere Informationen:
http://www.dfg.de/foerderung/info_wissenschaft/info_wissenschaft_17_25/index.html