Forschung

Schleiftechnologie und Feinstbearbeitung

  • HEDG
  • Schwer zerspanbare Werkstoffe
  • Mikroschleifen
  • Non-Conventional-Machining und hybride Bearbeitung
  • Trockenschleifen
  • Modellierung und Evaluation von Prozessen
  • Messtechnik und Prozessüberwachung

Zerspanungstechnologie

  • HSC
  • Mikrobearbeitung
  • Schwerzerspanbare Werkstoffe
  • Non-Conventional-Machining
  • Untersuchung der Werkzeuggeometrie
  • Nachhaltigkeit und Green Manufacturing
  • Modellierung und Evaluation von Prozessen

Lasertechnologie

  • Mikrostrukturierung
  • Konditionierung von Schleifwerkzeuge
  • Funktionale Oberflächen
  • Hybridbearbeitung
  • Additive Fertigung (SLS)

Forschungsprojekte aktuell

Entwicklung neuartiger kunstharzgebundener und strukturierter CBN- und Diamant-Schleifscheiben zum Trockenschleifen von Hartmetall und Schnellarbeitsstahl

  • Förderorganisation: Bundes­ministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi), 01/2013 - 12/2014
  • Förderprogramm: ZIM Koopera­tionsprojekt
  • Partner: Bärhausen

Das wesentliche Ziel des Vorhabens besteht darin, einen Bearbeitungsprozess mit hoher Effizienz und Prozesssicherheit zu entwickeln, der auf Basis des Trockenschleifens und anhand strukturierter Schleifscheiben ermöglicht, Hartstoffe, in diesem Fall Hartmetall und Schnellarbeitsstahl, anforderungsspezifisch zu schleifen

Durch das Strukturieren werden die Kontaktflächen zwischen Schleifwerkzeug und Werkstück reduziert, d.h. Teile der Schleifkörner und der Schleiffläche abgetragen bevor sie zum Einsatz kommen. Die Reduzierung der Kontaktfläche bzw. Reduzierung der dynamischen Schneidenzahl führt zur ständigen Unterbrechung der Kontakte, was wiederum den Spanbildungsprozess positiv beeinflusst.

Entwicklung einer energie- und ressourcensparenden Kühlmitteldüse für den Einsatz bei Flach- und Profilschleifverfahren: Eco-Düse

  • Förderorganisation: Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU), 2014-2015
  • Partner: Bärhausen

Gegenstand des Vorhabens ist die Entwicklung, Konstruktion, Erprobung und proto­typische Fertigung einer flexibel einsetzbaren energiesparenden Kühlmitteldüse. Ausgehend von einem Versuchsmuster, mit dem erste erfolgreiche Untersuchungen zur Wirkungsweise und Effizienz unternommen wurden, soll die bisher auf das Flachschleifen mit einfachen, geraden Scheiben beschränkte Anwendbarkeit wesentlich erweitert werden. Als Ziel des Projektes soll der Prototyp einer möglichst universell einsetzbaren Kühlmitteldüse entstehen, die wesentliche Einsparungen sowohl bezüglich der notwen­digen Kühlmittelmenge als auch der für die Bereitstellung erforderlichen Energie bietet.   

Analyse des Trockenschleifens zylindrischer Bauteile mit strukturierten Schleifscheiben

  • Förderorganisation: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), 2014-2015
  • Förderprogramm: Sachbeihilfe

Ziel des Vorhabens ist eine effiziente Realisierung des Trockenschleifens zylindrischer Bauteile mit strukturierten Schleifscheiben durch eine gründliche Analyse der Zusammenhänge zwischen der Gestaltung von Schleifscheibenoberflächenstruktur und Energieverbrauch und -verteilung in der Schleifkontaktzone, sowie eine detaillierte Untersuchung der Randzonenausbildung durch die thermo-mechanischen Belastungen in Abhängigkeit von Schleifbedingungen und Makro- und Mikrotopographie der Schleifscheibe.

Hochleistungs-/Hochgeschwindigkeitsschleifen von kohlefaserverstärkten Keramik-Werkstoffen mit innovativen Werkzeugen und hocheffizienter Emulsion - Hybrider Leichtbau

  • Förderorganisation: Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg, 2014-2017
  • Förderprogramm: Verbundforschung Baden-Württemberg: Faserverstärkte Werkstoffe
  • Partner: Riegger-Diamantwerkzeuge, HKS, HAUX Maschinenbau, Epucret

Gegenstand des Vorhabens ist die Schaffung einer neuen, ganzheitlichen Technologie zur Bearbeitung von hybriden Leichtbauwerkstoffen durch Hochleistungs-/Hochgeschwindigkeitsschleifen. Die wichtigsten Bestandteile des Vorhabens sind Entwicklung einzigartiger metall- und hybridgebundene Diamant-Schleifscheiben mit hoher Effizienz und Prozesssicherheit sowie Anwendung einer neuen Schleifkinematik (Abb.1). Weiterhin soll im Rahmen des Projektes eine Hochleistungsschleifmaschine mit einer für ultra-feine Partikel optimierten Filtrationsanlage, einer prozessgeeigneten Kühlschmierung und einem in-Prozess Laserkonditionieren-Verfahren (Abb.2). entstehen. Ziel des Vorhabens ist eine prozesssichere und leistungsfähige Bearbeitung der hybriden Werkstoffe, die zu der umweltfreundlichen und kosteneffektiven Produktion und somit zu der breiteren industriellen Anwendung der hybriden Leichtbau-Produkte führen soll. 

Entwicklung einer neuen Maschinengeneration zum Abrichten von Diamantschleifscheiben unter Einsatz von Lasern - LaserDress

  • Förderorganisation: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) (2014-2016)
  • Förderprogramm: ZIM Kooperationsprojekt
  • Partner: Kirner Maschinenbau

Zur Bearbeitung von sprödharten Werkstoffen (Hartmetall, Keramik, Glas) werden oft Schleifwerkzeuge mit Körnungen aus Diamant eingesetzt. Sie bieten wirtschaftliche Standzeiten dank der hohen Härte von Diamant. Dieser Vorteil ist aber gleichzeitig ein großer Nachteil: Das Profilieren und Abrichten ist mit erheblichem Zeitaufwand verbunden. Die dafür verwendeten Siliziumcarbid-Abrichtrollen unterliegen einem erheblichen Verschleiß. Deshalb soll dieser Prozess durch ein gänzlich neues, bisher am Markt nicht verfügbares Verfahren unter Einsatz eines verschleißfreien Strahlwerkzeuges (Laser) ersetzt werden. Die damit verbundene Einführung einer neuen Maschinengeneration bietet dem Anwender  den Vorteil, erstmalig den gesamten Prozess der Konditionierung von Diamant-Schleifwerkzeugen, verschleißfrei und mit einer hohen Genauigkeit in einer Maschine auszuführen und so die Vorteile von optimal gestalteten Makro- und Mikrotopografien der Werkzeugoberflächen zu nutzen. Die Entwicklung der neuen Maschinen ist innovativer Kern des Teilvorhabens der Fa. Kirner Maschinenbau. Die Prozessentwicklung übernimmt das Kompetenzzentrum für Schleiftechnologie und Feinstbearbeitung (KSF).  

Innovativer Einsatz von Pikosekunden-Lasern beim Abrichten und Strukturieren von CBN- und Diamantschleifwerkzeugen

  • Förderorganisation: Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg
  • Förderprogramm: Innovative Projekte / Kooperationsprojekte an den Hochschulen BW
  • Partner: Bärhausen, Trumpf

Beim Schleifen entstehen prozessbedingt hohe Temperaturen. Kühlschmierstoffe werden eingesetzt, um den unerwünschten Wärmeeintrag in die Kontaktzone zu reduzieren bzw. die Wärme abzuführen. Diese gelangen geometriebedingt lediglich in geringem Maße in die Schleifzone. Das Erzeugen von besonderen Strukturen auf Schleifscheiben ist eine effektive Methode, um die Temperatur in der Schleifscheiben-Werkstückkontaktzone zu senken.

Die Lasertechnik-Methode wird aufgrund der höheren Genauigkeit, sowie der Möglichkeit komplexere und schmälere Strukturen zu erzeugen, angewandt. Die Verwendung eines Pikosekundenlasers bietet den Vorteil sehr kurzer Prozesszeiten und damit einen optimal zu kontrollierenden Prozesses. Dadurch wird eine selektive Bearbeitung der unterschiedlichen Materialien der Bindung und der Körner ermöglicht. Darüber hinaus wird der hohe Verbrauch an Kühlschmierstoff beim Einsatz des Lasers vermieden, was die Umweltbelastung deutlich reduziert.

Lehre

Vorlesungen und Kurse, die von Herrn Prof. Azarhoushang veranstaltet werden:

Vorlesungen:

  • Fertigungstechnik I & II
  • Werkzeugmaschinen
  • Verfahren der Feinbearbeitung
  • Fertigungsmesstechnik
  • Grundlagen der Technischen Mechanik II
  • Festigkeitslehre
  • Precision Manufacturing

Angeboten wurden Vorträge u. a. zu folgenden Themen:

  • vDD - die Zukunft des Abrichtens in keramischer Bindung?
  • Werkzeuge, Maschinen und Prozesse zum Ultrapräzisions-Schleifen
  • Planschleifen mit Läppkinematik und kontinuierlichem Folienwerkzeugvorschub - Fine Grinder
  • Das intelligente Mineralgussbett - ein adaptronischer Ansatz zur Vermeidung thermisch bedingter Verformungen an Maschinengestellen
  • Sand- und Kugelstrahlen
  • Grenzen der Feinbearbeitung. Hochpräzise Maschinenkonzepte zum Mikroschleifen, Mikrofräsen und Mikrolasern


weitere Projekte:

 

Projekttitel und Kurzbeschreibung

Laufzeit

Förder­organisation

Förderprogramm

Partner

Ultraschallunterstütztes Superfinishing von zylindrischen Präzisionsbauteilen - SoFi

2007 - 2010

BMWi

InnoNet

 

Entwicklung von Prozessen und Werkzeugen für die Fertigung von keramischen Bremsscheiben

2007 - 2010

BMBF

Forschung an Fachhochschulen; FHprofUnt

 

Qualitätskontrolle beim Schleifen mittels Bildverarbeitungsmethoden

2008 - 2010

MWK Baden-Württemberg

Innovative Projekte

 

Mikrobearbeitung von Oberflächen mit komplexen, hochwertigen, glasfaserverstärkten Kunststoffbauteilen

2008 - 2010

BMBF

 

 

Entwicklung eines CBN-Schleifverfahrens für Funktionsflächen von alpinen Wintersportgeräten

2010 - 2011

Bundes­ministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)

ZIM Koopera­tionsprojekt

Knoll

Entwicklung einer Ultraschall-Hochleistungsschleiftechnik für die Bearbeitung von Glasleiterplatten

2010 - 2011

Bundes­ministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)

ZIM Koopera­tionsprojekt

Fela

Entwicklung einer hochflexiblen, multifunktionalen Rundtaktmaschine mit Hochleistungs-Bearbeitungsstation zum kombinierten Innenschleifen und Planfinishen an miniaturisierten Präzisionsbauteilen

2010 - 2011

Bundes­ministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)

ZIM Koopera­tionsprojekt

Thielenhaus

Entwicklung und Einsatz laserstrukturierter CBN-Schleifscheiben zum Hochleistungs- /Hochgeschwindigkeitsschleifen hochwarmfester Werkstoffen

2010 - 2012

Bundes­ministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)

ZIM Koopera­tionsprojekt

Tesch

Freiformen aus Advanced Materials – FRAM
Entwicklung von leistungsfähigen Verfahren zur hochpräzisen Herstellung von Freiformflächen an Glas, Keramik, Hartmetall und Verbundwerkstoffen.

07/2010 - 07/2013

Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Forschung an Fachhochschulen; FHprofUnt

HS Deggendorf, HS Aalen, AKE, FELA, Levitec, Carl Zeiss, Linos, Rodenstock, Satisloh

Generierungsmechanismen von Mikrostrukturen

  •  „Mikro-Spanbildungsmechanismus beim Schleifen von Nickel-Basis-Superlegierungen“.
  • „Ultraschallunterstütztes Schleifen von mikrostrukturierten Oberflächen“.
  • „Entwicklung und Einsatz von mikrostrukturierten CBN-Schleifscheiben zum Hochleistungs-/Hochgeschwindigkeitsschleifen hochwarmfester Werkstoffe“

07/2011 - 07/2015

Ministerium für Wissen­schaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg

Koopera­tives Promotions­kolleg

 

Konzeption und Entwicklung eines hoch produktiven anwenderfreundlichen Hybridfräsprozesses - Sonic Assisted Milling - SAM

04/2012 - 03/2014

Bundes­ministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)

ZIM Koopera­tionsprojekt

Müga

Entwicklung einer submodularen, servokonventionellen Rundschleifmaschine mit anwendergerechter Steuerung.

03/2013 - 02/2015

Bundes­ministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)

ZIM Koopera­tionsprojekt

Weiss

Entwicklung eines hoch produktiven Hybridschleifprozesses zur Bearbeitung von Präzisionsteilen

05/2011 - 07/2013

Bundes­ministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)

ZIM Koopera­tionsprojekt

Jäger

Entwicklung eines umweltfreundlichen vibrationsunterstützten Drehprozesses - VibTurn

2013 - 2015

Bundes­ministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)

ZIM Koopera­tionsprojekt

Maier

Innovatives Reinigungsverfahren für Schleifscheiben: DBU Rolle

2013 - 2014

Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)

 

Dorfner