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Studentische Arbeit

Das Bohren von Verbundwerkstoffen stellt hohe Anforderungen an die eingesetzten Werkzeuge. Werden insbesondere Schichtverbunde aus Werkstoffen mit stark unterschiedlichen Zerspanungseigenschaften betrachtet, wie z. B. Titan und CFK, einer typischen Verbundstruktur in der Luftfahrttechnik, stellt sich die Forderung nach einer prozessgeführten Nachstellung der Prozessparameter wie Vorschubgeschwindigkeit und Drehzahl. Eine rein von der Position gesteuerte Umschaltung ist bei solchen Anwendungen aufgrund von Schichtdickenschwankungen und der meist relativ großen Nachgiebigkeit gegenüber Kräften normal zur Bauteiloberfläche nicht zielführend.

Zielsetzung

Der Abstand zwischen Bohrerspitze und Werkzeugaustrittspunkt soll während der Bearbeitung bestimmt werden. Dazu werden Schwingungsmessungen und Methoden der Signalauswertung eingesetzt.

Vorgehen

An einem bestehenden Versuchsaufbau mit einem sensorischen Werkzeughalter werden Bohrversuche an Schichtverbunden durchgeführt. Die aufgezeichneten Kraft- und Schwingungssignale werden nach der Hypothese ausgewertet, dass die verbleibende Materialstärke vor der Zerspanungszone ein resonanzfähiges System bildet, dessen Eigenfrequenz messtechnisch erfasst werden kann. Zur Signalauswertung werden Filtertechniken (analog, digital), Frequenzanalysen (FFT, Wavelet) und statistische Methoden (Mittelwerte, Streuungen) eingesetzt. Der Beginn ist sofort möglich.

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