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SFB 653 – E1: „Bauteiloberflächen und -randzonen mit gentelligenten Eigenschaften“

Laufzeit:07/2005 – 06/2017
Kontakt:hockaufifw.uni-hannover.de

Bild SFB 653 – E1: „Bauteiloberflächen und -randzonen mit gentelligenten Eigenschaften“ Bild SFB 653 – E1: „Bauteiloberflächen und -randzonen mit gentelligenten Eigenschaften“

Bild SFB 653 – E1: „Bauteiloberflächen und -randzonen mit gentelligenten Eigenschaften“

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Die Randzone als inhärenter Belastungssensor

Die Eigenschaften des Werkstoffs C60 werden durch verschiedene Wärmebehandlungen hinsichtlich Festigkeit, Härte, Gefüge und Eigenspannungen variiert und Proben mit definierten Oberflächeneigenspannungen im Zug- und Druckbereich gefertigt. Die Einflüsse der Materialeigenschaften auf belastungsbedingte Randzonenveränderungen werden nutzbargemacht, um auf die Belastungshistorie des Bauteils zu schließen.  

 

Spanend gefertigter Oberflächen als Informationsspeicher

Die im Rahmen des zweiten Förderzeitraums entwickelte Methodik zur Beschreibung geschliffener Oberflächen wird nun auf mit geometrisch bestimmter Schneide hergestellten Oberflächen anwendbar gemacht. Prozessschwingungen, Grat- und Schuppenbildung führen zu stochastischen Anteilen. Der verfolgte Ansatz umfasste eine Methodik zur Klassifikation deterministischer und stochastischer Oberflächeneigenschaften im Merkmalsraum. Dies erlaubt die Erschließung von vier Identifikationsebenen der Bauteiloberfläche (Bild 12, rechts). Anhand von Oberflächentopografien wird die Bestimmung der angewandten Fertigungsprozesse (Ebene I: Klasse), der Prozesskinematik (Ebene II: Ordnung), der Werkzeugkenngrößen (Ebene III: Familie) und der individuellen Bauteile (Ebene IV: Individuum) ermöglicht.      

Die Ergebnisse dieser Arbeiten stellen somit eine neuartige Oberflächenbeschreibung zur Verfügung, die sowohl die deterministischen als auch die stochastischen Anteile spanend mit geometrisch bestimmter und unbestimmter Schneide erzeugter Oberflächen beinhaltet. Hiermit ist die vollständige Nutzung der durch den konventionellen Zerspanprozess in die Oberfläche von Bauteilen eingebrachten Information möglich.

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