wbk Jahresbericht 2024 final inkl Inhaltslink - Flipbook - Seite 17
D I S S E R TAT I O N E N
STUDIUM UND LEHRE
merkenswerte Neuerung in diesem Segment ist das
Rotationsunrunddrehen, bei dem ein rotierendes,
unrundes Werkzeug im Eingriff mit einem ebenfalls rotierenden Werkstück bewegt wird. Dieses
Verfahren zeichnet sich insbesondere durch seine
Anwendbarkeit in der Elektromobilität und der Medizintechnik aus, beispielsweise zur Produktion von
Titan-Prothesen. Spezialität des Verfahrens ist die
Fertigung von polygonförmigen Bauteilen. Im Hinblick auf Elektromobilität konzentriert sich die Forschung verstärkt auf effiziente Fertigungsverfahren,
wie das Wälzschälen, das insbesondere bei der Herstellung von hochgenauen Getriebekomponenten
eingesetzt wird. Hierbei ist die Gewichtsreduktion
bei gleichzeitiger Maximierung der Drehmomentübertragung von essentieller Bedeutung. Das wbk
hat mit einer Software zur Auslegung des Wälzschälverfahrens Maßstäbe in der industriellen Anwendung gesetzt.
Des Weiteren legt aktuelle Forschung im Bereich der
Finite-Elemente-Simulation Wert auf fortschrittliche
Methoden zur Spanbildungssimulation, wobei die
Fluidmechanik und ortsabhängige tribologische Eigenschaften Berücksichtigung finden. Ein zusätzlicher, innovativer Fokus liegt auf der Integration von
Künstlicher Intelligenz in Zerspanungstechniken.
Die Forschungsarbeiten beider Gruppen adressieren
eine gezielte Einstellung der Bauteil- und Oberflächeneigenschaften durch angepasste Fertigungs-
VERÖFFENTLICHUNGEN
prozesse (Volume beziehungsweise Surface Engineering) sowie eine Steigerung der Nachhaltigkeit
durch optimierte Prozessketten und die Verwendung ressourcenschonender Materialien. Digitalisierungsmethoden und -ansätze, beispielsweise zur
Generierung und automatisierten Auswertung von
Prozessdaten, werden dabei zielführend eingesetzt.
Das Surface Engineering steht beispielsweise in Projekten zur Komplementärzerspanung, dem „Hämmernden Drehen“ und dem Tauchgleitschleifen im
Fokus. Die Nachhaltigkeit von Additiven Fertigungsprozessen soll unter anderem durch Verarbeitung
von breiteren Pulverfraktionen gesteigert werden.
Darüber hinaus nehmen der Energieverbrauch, die
CO2-Bilanzierung und die Verwendung alternativer
Schmier- und Schneidstoffe eine zentrale Rolle in
den Forschungsarbeiten ein. Neben der Anwendung verschiedener Simulationstechniken liegt ein
Schwerpunkt der Aktivitäten im Themenfeld der Digitalisierung auf der automatisierten Versuchsplanung und Datenauswertung, beispielsweise zum
Condition Monitoring und der prädiktiven Instandhaltung. Langfristige Vision ist eine autonome Fertigung, die eine automatische Prozesssteuerung und
Parameteranpassung ermöglicht.
Die Projekte erfolgen mit einem engen Netzwerk
aus nationalen wie internationalen Forschungs- und
Industriepartnern und adressieren in aller Regel einen konkreten Anwendungsfall. Typische Beispiele
sind Implantate für die Medizintechnik, Brennstoffzellen sowie Zerspanungswerkzeuge.
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Additive Fertigung mittels PBF-LB (Fotos: Amadeus Bramsiepe, KIT)
Institut für Produktionstechnik Jahresbericht 2023
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