Die trennende Bearbeitung von Beton ist insbesondere dann erschwert, wenn dieser mit einer Stahlbewehrung versehen ist. Im Rahmen dieser Dissertation erfolgten auf verschiedenen Ebenen grundlegende Analysen zur Materialtrennung. Dabei stellen sogenannte Einkornritzversuche den Hauptfokus der Arbeit dar. Bei diesen wurde u.A. festgestellt, dass die Diamantkornform einen signifikanten Einfluss auf die mechanischen Belastungen aufweist. Weitergehende Untersuchungen zeigen, dass in der Beton- und Stahlphase eine unterschiedliche Anzahl von Diamantkörnern aufgrund unterschiedlicher Materialtrennungsmechanismen notwendig sind.
Aktualisiert: 2022-12-01
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Das Innenrundschälschleifen mit galvanisch gebundenen CBN-Schleifscheiben ist ein hocheffizientes Fertigungsverfahren der Bohrungsbearbeitung von gehärteten Stählen. Um die Vorteile des Verfahrens mit seinen sehr komplexen Eingriffsverhältnissen prozesssicher und wirtschaftlich einzusetzen, wurde im Rahmen dieser Arbeit ein mehrskaliges Simulationssystem, bestehend aus analytischen und geometrisch-physikalischen Modellierungsansätzen sowie einem Finite Elemente Modell, aufgebaut, welches das Innenrundschälschleifen auf der Korn- und Prozessebene detailiert nachbildet.
Aktualisiert: 2022-12-01
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Schneidkantenpräparation und Schichtnachbehandlung sind zentrale Technologien zur Steigerung der Leistungsfähigkeit von Zerspanungswerkzeugen. Im Rahmen dieser Arbeit wird eine auf dem Nassstrahlspanen basierende Präparationsstrategie für PVD-beschichtete Vollhartmetall-Wendelbohrer erarbeitet. Der Fokus der Schneidkantenpräparation liegt diesbezüglich auf der Abstimmung der Schneidkantengestalt auf die im Prozess auftretende Belastungssituation. Durch die Schichtnachbehandlung wird eine für die Zerspanung geeignete Oberflächentopographie am Werkzeug eingestellt. Die Betrachtung der Wechselwirkungen beider Prozessschritte ermöglicht es, die Präparationsprozesse aufeinander abzustimmen.
Aktualisiert: 2022-12-01
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Die vorliegende Arbeit, die als Diplom-Arbeit verfasst und im September 1980 bei Johannes Agnoli eingereicht wurde, war das Resultat einer Auseinandersetzung mit Michel Foucault, der man sich in Berlin Ende der 1970er Jahren nur schwer entziehen konnte.
„Jeder Aussage, gleichgültig, ob sie als Affirmation, als Kritik oder als Negation gemeint ist, liegt ein positiver Gehalt zugrunde. Die Reflexion auf diesen, meist unbewußten Gehalt gibt anderen erst die Möglichkeit, aber auch sich selbst, abgegebene Urteile auf ihren Wirklichkeitsgehalt hin zu überprüfen.
Letzteres will nichts anderes besagen, als daß ein konsequent durchgeführter Skeptizismus sich über die eigene Positivität ebenso hinwegtäuscht, wie jede Form von Partikularismus (Empirismus, wissenschaftlicher Rationalismus und auch der Positivismus à la Foucault) darüber stolpert – und hiermit benenne ich das versteckte Problem in Foucaults Machtbegriff auf allgemeinster Ebene – daß auch noch so vereinzelte Aussagen immer auf eine, in letzter Instanz positiv beschreibbare Totalität verweisen. Die weitgehende Mißachtung dieses Aspektes einer jeden Reflexion auch im Marxismus ist der Punkt, den ich für die Entstehung der Krisen des Marxismus (mit-)verantwortlich mache.“
Aktualisiert: 2022-11-22
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Obwohl die Tage der Verbrennungsmotoren beim Automobil gezählt scheinen, ist die Reduzierung des CO2-Ausstoßes im Fokus in der Aggregateentwicklung. Ein Thema ist dabei die Entwicklung von leistungsfähigen Motoren mit Turboaufladung. Als Turbinengehäusewerkstoffe kommen hochwarmfeste Stahlgusslegierungen mit einem hohen Anteil an Nickel und Chrom zum Einsatz. Aufgrund der starken Volatilität des Nickelpreises wird der Nickelanteil in den Werkstofflegierungen in Zukunft deutlich reduziert werden, um so die Fertigungskosten zu senken und berechenbar zu machen. Eine Nickelreduzierung führt jedoch zu einer deutlich Verschlechterung der Zerspanbarkeit. In Folge dessen kann mit den aktuellen Serienwerkzeugen keine wirtschaftliche Fertigung sichergestellt werden.
In dieser Arbeit werden diese Werkstoffe in ihrer Zerspanbarkeit grundlegend untersucht und Optimierungen aufgezeigt diese Fertigung wirtschaftlicher zu gestalten.
Aktualisiert: 2019-03-15
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Das konventionelle Fließbohren ist ein umformendes Verfahren zur Herstellung von offenen Bohrungen in dünnwandigen Werkstücken. Neue Forschungsergebnisse am Institut für Spanende Fertigung der Technischen Universität Dortmund (ISF) zeigen, dass mit dem Fließbohrverfahren eine geschlossene Bohrungswand an dünnwandigem Profil ausgeformt werden kann.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit technologischen Untersuchungen zum neuartigen Fließbohren. Ein Ziel der vorliegenden Arbeit ist daher, Bedingungen für die Erzeugung von Fließbohrungen mit geschlossener Bohrungswand bei verschiedenen Werkstoffen zu ermitteln, um die Einsatzmöglichkeit des stirnseitigen Fließbohrens zu erweitern. Ein weiteres Ziel der Arbeit besteht darin, die statische Festigkeit der in die Fließbohrungen eingebrachten Gewinde zu untersuchen.
Aktualisiert: 2019-03-15
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Das vorliegende Werk behandelt das Thema der Prozessdynamik und deren Simulation für Fräs- und Drehprozesse. Dabei wird auf mathematische und physikalische Grundlagen eingegangen, die für das Verständnis der auftretenden dynamischen Effekte notwendig sind. Ein deutlicher Fokus liegt in dieser Arbeit weiterhin auf der ausführlichen und verständlichen Herleitung der analytischen Berechnung von Stabilitätsdiagrammen für das Drehen und für das Fräsen nach der ZOA-Methode von Altintas sowie nach der SD-Methode von Insperger. Insbesondere wird die SD-Methode mit der geometrischen Frässimulation für die NC-Fräsbearbeitung vereinheitlicht, so dass die Berechnung von Werkzeugschwingungen entlang beliebiger NC-Programme ermöglicht wird. Mit dieser Simulation werden dann Effekte behandelt, die zu vermeintlich falschen Simulationsergebnissen führen, und es werden Möglichkeiten aufgezeigt, diese Probleme zu beheben bzw. zu umgehen.
Aktualisiert: 2019-03-15
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Das Institut für Spanende Fertigung (ISF) unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Dirk Biermann beschäftigt sich seit mehr als vier Jahrzehnten in Forschung und Lehre mit allen relevanten Zerspanprozessen ebenso wie mit dem informationstechnischen Umfeld der Zerspanung. Betrachtet werden die Verfahren Drehen, Bohren, Tiefbohren, Fräsen, Schleifen, Honen und Strahlen. Viele der genannten Prozesse werden am ISF im Hochgeschwindigkeits- (HSC) oder im Hochleistungsbereich (HPC) betrieben und innerhalb aktueller Forschungsarbeiten ständig weiter qualifiziert. Darüber hinaus stellen die Mikrobearbeitung (beim Bohren, Tiefbohren und Fräsen) und die Trocken- bzw. die Minimalmengenbearbeitung zentrale Aspekte der Arbeiten am ISF dar. Die Durchführung von virtuellen Zerspanprozessen auf der Basis verschiedener Modellierungskonzepte sowie die Optimierung in der Fertigungstechnik stehen ebenfalls im Fokus der wissenschaftlichen Arbeiten. Das Spektrum der genannten Forschungsfelder reicht dabei von eher grundlagenorientierten, also z. B. im Rahmen von öffentlich geförderten Forschungsvorhaben durchgeführten bis hin zu anwendungsbezogenen Projekten, die in direkter Kooperation mit Partnern aus der Industrie bearbeitet werden.
Aktualisiert: 2019-03-15
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Beim Verzicht auf Kühlschmierstoffe stellt das Tiefbohren aufgrund des herausfordernden Späneabtransports eines der anspruchsvollsten Fertigungsverfahren dar. Die meist eingesetzte Minimalmengenschmierung kann die im Zerspanprozess entstehende Wärme nur bedingt abführen, sodass ein signifikanter Wärmeeintrag ins Bauteil resultiert. Im Rahmen dieser Dissertation wird daher das Ziel verfolgt, durch technologische Untersuchungen zunächst grundlegende Erkenntnisse über die thermomechanisch bedingten Bauteildeformationen und -abweichungen beim Tiefbohren von Aluminiumguss mit Minimalmengenschmierung zu erlangen sowie eine simulationsgestützte Vorhersage der durch den Tiefbohrprozess hervorgerufenen Werkstückbeeinflussung zu ermöglichen. Basierend darauf erfolgt die NC-Kompensation der resultierenden Abweichungen, wobei der Mittenverlauf der Bohrung im Fokus der Arbeit steht, da dieses Qualitätsmerkmal von besonderer Bedeutung für die spätere Funktionsfähigkeit des Bauteils ist.
Aktualisiert: 2019-03-15
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Zur Planung von Zerspanprozessen ist der Einsatz von Simulationssystemen hilfreich, um bereits im Vorfeld Stabilitätsuntersuchungen und eine Optimierung der betrachteten Bearbeitungsschritte durchführen zu können. Dafür wurde im Rahmen dieser Arbeit ein multiskaliges Simulationssystem entwickelt, welches in der Lage ist, verschiedene spanende Verfahren abzubilden. Hierzu gehört die Abtragssimulation und die Berechnung der Prozesskräfte bei Fräs- und Schleifprozessen. Diese bilden zugleich die Grundlage für eine Modellierung der Prozessdynamik und des Oberflächenfehlers bei der Fräsbearbeitung.
Aktualisiert: 2019-03-15
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Thermische Spritzverfahren bieten eine effiziente Möglichkeit zur Steigerung der Verschleißbeständigkeit kostenintensiver Umformwerkzeuge zur Herstellung von Bauteilen aus hochfesten Stahlwerkstoffen. Aufgrund der hohen Ausgangsrauheit nach dem Beschichtungsprozess sowie der auftretenden Form- und Maßfehler infolge inhomogener Schichtdicken ist jedoch eine Nachbearbeitung der tribologisch beanspruchten Funktionsflächen notwendig.
Das übergeordnete Ziel dieser Arbeit besteht darin, die Topographien freigeformter Oberflächen von hartstoffbeschichteten Umformwerkzeugen mit Hilfe mechanischer Nachbearbeitungsverfahren derart zu konditionieren, dass ein erfolgreicher Einsatz im Umformprozess ermöglicht und somit die Standzeit der Umformwerkzeuge verlängert wird. Um dieses Ziel zu erreichen, werden die Verfahren NC-Formschleifen mit Schleifstiften und Festklopfen bzw. Machine Hammer Peening (MHP) zur Nachbearbeitung der Hartstoffschichten gegenübergestellt.
Aktualisiert: 2019-03-15
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Bauteile aus thermoplastischen Kunststoffen dienen immer häufiger als Substitut für metallische Werkstoffe. Die vorliegende Arbeit befasst sich daher mit dem Tiefbohren verschiedener thermoplastischer teilkristalliner Konstruktions- und Hochleistungskunststoffe. Den Schwerpunkt der Arbeit stellt die Analyse des Einflusses der Schnittdaten und der Werkzeuggestalt auf die Bohrungsgüte dar. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Analyse des Einflusses, welchen die speziellen Eigenschaften der teilkristallinen thermoplastischen Kunststoffe auf den Zerspanprozess ausüben. Bei hinreichender Präzisierung der Werkzeuggestalt und der Prozessauslegung ist eine wirtschaftliche Bearbeitung von thermoplastischen Kunststoffen mittels Tiefbohren möglich.
Aktualisiert: 2019-03-15
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Die Bohrbearbeitung der Nickelbasislegierung Inconel 718 stellt, unter anderem bedingt durch die Eigenschaften der Werkstoffes, hohe Anforderungen an die eingesetzten Werkzeuge. Infolge dessen sind die erreichbaren Standwege und Zerspanraten deutlich eingeschränkt. Diese Arbeit vertieft durch systematische Untersuchung verschiedener Einflussgrößen aus den Bereichen der Prozessführung, der Makro- und Mikrogestalt, der Oberflächenbehandlung sowie dem Hartmetallsubstrat das Prozessverständnis und stellt darüber hinaus eine Möglichkeit der Freiflächengestaltung durch Laserbearbeitung vor. Insgesamt konnte die Bohrbearbeitung im Vergleich zum ursprünglichen Prozess deutlich verbessert werden. Neben einer höheren Produktivität ermöglichen gezielte Anpassungen höhere Standwege bei gesteigerter Qualität.
Aktualisiert: 2019-03-15
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Die effiziente Prozessauslegung in der Mikrozerspanung gestaltet sich aufgrund der sogenannten Größeneffekte als schwierig, da diese eine lineare Herabskalierung von Prozessgrößen aus der Makrozerspanung verhindern. Aufgrund der somit vollständig veränderten Randbedingungen bedarf die Auslegung eines Mikrozerspanprozesses einer gesonderten Betrachtung. Insbesondere bei der Bearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe wie dem austenitischen Edelstahl X5CrNi18-10 ist aufgrund bisher mangelnden Prozessverständnisses eine detaillierte Untersuchung der Wirkzusammenhänge bei der Mikrofräsbearbeitung dieses Werkstoffes notwendig.
Aktualisiert: 2019-03-15
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Im industriellen Umfeld und im Fahrzeugbau sind Druckgusswerkstücke aus Leichtmetalllegierungen u. a. aus Gründen des Leichtbaus weit verbreitet. Zur Erhöhung der Belastbarkeit gegen mechanische und tribologische Beanspruchungen werden in einigen Anwendungen Funktionsschichten, z. B. durch thermische Spritzverfahren, aufgebracht. Die hierzu gebräuchliche Prozesskette erfordert im Allgemeinen sowohl eine Oberflächenpräparation des Gussteils als auch eine Nachbearbeitung der Beschichtung zur Herstellung der geforderten Oberflächeneigenschaften. In der vorliegenden Arbeit werden daher die Potentiale des Verfahrens der Schicht¬trans¬plantation, der Übertragung thermisch gespritzter Schichten von der Oberfläche einer Druckgussform auf das Gusswerkstück bei gleichzeitiger Einbringung von Funktionsstrukturen, zur Verkürzung der konventionellen Prozess¬kette untersucht und dargestellt.
Aktualisiert: 2019-03-15
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Aktualisiert: 2018-07-12
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