Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs (SFB) 1368 „Sauerstofffreie Produktion – Prozesse und Wirkzonen in sauerstofffreier Atmosphäre zur Entwicklung zukunftsfähiger Produktionstechniken und Fertigungsverfahren“ erforschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Leibniz Universität Hannover, der Technischen Universität Clausthal, der Fachgruppe Datenmanagement im Maschinenbau (DMB) der Universität Paderborn sowie des Laser Zentrums Hannover (LZH) seit 2020 sehr erfolgreich innovative Technologien für die sauerstofffreie Produktion. Ziel ist es, ein ganzheitliches Verständnis über die Vorgänge bei der sauerstofffreien Produktion zu erlangen und damit eine Übertragung in die industrielle Praxis zu ermöglichen.
„Wir haben mit der sauerstofffreien Produktion in den letzten vier Jahren ein gänzlich neues Forschungsgebiet erschlossen und gezeigt, dass wir damit bisherige Produktionsprozesse um neue Möglichkeiten erweitern, die Leistungsfähigkeit der erzeugten Produkte signifikant steigern und zudem völlig neuartige Prozesse ermöglichen können“, sagt der Sprecher des SFB Professor Dr.-Ing. Hans Jürgen Maier.
Aktuell werden Produktionsprozesse in der metallverarbeitenden Industrie überwiegend unter Anwesenheit von Sauerstoff durchgeführt. Die damit einhergehende zwangsläufige Oxidation der Metalloberflächen ist ein signifikanter Störfaktor im Fertigungsprozess. Im Gegensatz dazu weist die Realisierung einer Produktion in sauerstofffreier Atmosphäre das Potenzial auf, erhebliche Fortschritte in technischer, ökonomischer und ressourcenschonender Hinsicht zu realisieren.
In der ersten Förderperiode wurde die Auswirkung einer vollständigen Sauerstoffabwesenheit bei unterschiedlichen Produktionsprozessen untersucht. Dabei stellen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler fest, dass in der überwiegenden Mehrheit der analysierten Prozesse die Auswirkungen der Sauerstofffreiheit nicht lediglich geringfügige Verbesserungen zur Folge hatten: Es konnten tatsächlich die erwarteten signifikanten Fortschritte im Bereich der Technologien ausgelöst werden. Aufbauend auf dieser hervorragenden Ausgangslage, wird in der zweiten Förderperiode eine konsequente Weiterentwicklung des Forschungsprogramms angestrebt.
In den Teilprojekten „Spanen“ und „Kühlkonzepte Feinbearbeitung“ gehen die Forschenden der Frage nach, wie sich die Sauerstoffabwesenheit auf den Zerspanprozess auswirkt. Sie erforschen die Wirkmechanismen, z. B. der lokalen Kontakt- und Reibbedingungen, bei der Zerspanung in sauerstofffreier Atmosphäre. So kann das erhebliche Potenzial zur Maximierung der Zerspanleistung in Abhängigkeit der Werkzeug-Werkstoff-Paarung ausgeschöpft werden. Neben dem Verständnis der Zusammenhänge zwischen Zerspanatmosphäre und Prozessgrößen wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit innovativen Forschungsansätzen den Einfluss der Sauerstofffreiheit auf die resultierenden Oberflächen- und Randzoneneigenschaften tiefgründig analysieren. Das resultierende Wissen wird schließlich genutzt, um empirisch-analytische Modellierungsansätze hinsichtlich der einzelnen Wirkmechanismen bei der Zerspanung in sauerstofffreier Atmosphäre und dem resultierenden Werkzeugverschleiß sowie Bauteileigenschaften, zu entwickeln.
Kontakt:
Für weitere Informationen steht Ihnen Dr.-Ing. Vannila Prasanthan, Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen der Leibniz Universität Hannover, unter Telefon +49 511 762 19091 oder per E-Mail (prasanthan@ifw.uni-hannover.de) gern zur Verfügung.
