Juniorprofessur Angewandte Strukturmechanik (ASM)

Analyse und Modellierung der mikroskaligen Oberflächenstrukturierung beim Läppen

Das Läppen gehört zu den spanenden Fertigungsprozessen mit geometrisch unbestimmter Schneide und losem, in einem Läppgemisch gebundenem Korn. Dieses Läppgemisch wird in den Spalt zwischen den sich relativ zueinander bewegendem Werkstück und Läppscheibe eingebracht. Durch die ungerichtete und zwischen Rollen und Gleiten wechselnde Bewegung der Läppkörner wird die Werkstückoberfläche spanend bearbeitet. Die komplexen Vorgänge im Kontakt und der Zusammenhang zwischen den Prozessparametern und der Bewegung der Läppkörner sind jedoch noch nicht hinreichend verstanden. Durch grundlegende numerische und experimentelle Untersuchungen soll ein tieferes Prozessverständnis hinsichtlich der Partikelkinematik und der Kontaktvorgänge erlangt werden.

Im Rahmen dieses Forschungsprojekts wird am Lehrstuhl für Angewandte Strukturmechanik eine FEM-Simulation des Materialabtrags als Teilsimulation des Läppvorgangs erstellt. Parallel dazu werden DEM-Simulationen aufgebaut um das Bewegungsverhalten der losen Läppkörner zu untersuchen und CFD-Simulationen entwickelt, um das Fließverhalten der Läppflüssigkeit zu beschreiben. 

Abschließend werden alle oben genannten Simulationen gekoppelt zum Läppprozessmodell gekoppelt. Alle Grundmodelle und das Läppprozessmodell werden durch Experimente validiert. Mit dem validierten Läppprozessmodell sollen Vorhersagen über die Oberflächengüte des geläppten Werkstücks für gewählte Prozessparametern getroffen werden. Die veränderlichen Parameter sind unteranderem: die Relativgeschwindigkeit zwischen Werkzeug und Werkstück, die Viskosität der Läppflüssigkeit, die Dauer des Läppvorgangs und die Anzahl, Größe und Geometrie der Läppkörner.

Förderung

Gefördert durch die DFG im Rahmen des SFB926


Ansprechpartner

Raphael Bilz

Zum Seitenanfang