Browsing by Author "Beckenlechner, Robert"

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Open Access
Bohrbearbeitung von Stahl und CFK unter Einsatz von Minimalmengen-Trockenschmierung auf Basis von Graphit
(Stuttgart : Fraunhofer Verlag, 2020) Beckenlechner, Robert; Bauernhansl, Thomas (Univ.-Prof. Dr.-Ing.)
Das primäre Ziel dieser Arbeit ist es, den Schmiereffekt eines neuartigen Kühlschmierverfahrens auf Basis von Graphit für die Bohrbearbeitung von Stahl und kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) zu untersuchen. Sekundäres Ziel ist die Bereitstellung einer Methode zur systematischen Bestimmung des sich im Bohrprozess einstellenden Reibungskoeffizienten mit Schmierstoffeinsatz. Anhand von Sprühtests werden das Prozessfenster der aufgebauten Trockenschmieranlage ermittelt sowie signifikante Faktoren auf die ausströmenden Schmierstoffmengen identifiziert. Zum Nachweis des Schmiereffekts werden der Bohrerverschleiß und die Zerspankraftkomponenten während realer Bohrversuche betrachtet. Die in dieser Arbeit vorgestellte Methode basiert auf der Kombination tribologischer Modellversuche, FEM-Bohrsimulationen und experimentellen Bohrversuchen. Mit steigendem Luftvolumenstrom nimmt der Graphitmassenstrom annähernd linear zu. Dabei kann mit kugelförmigem Graphitpulver ein deutlich höherer Graphitmassenstrom als mit plättchenförmigem erzielt werden. Die Zugabe von Siliziumdioxid als Antiagglomerat hat einen negativen Effekt auf den Graphitausstoß. Während beim Bohren von CFK keine eindeutige Schmierwirkung mit Graphiteinsatz erkannt wird, kann diese bei Stahl anhand signifikant geringerer Schnittkräfte und deutlich geringerem Bohrerverschleiß nachgewiesen werden. Eine H2O-Anreicherung der Leitungsdruckluft hat im untersuchten Prozessfenster keinen Einfluss auf die Schmierwirkung des Graphits. Die Methode zur Bestimmung des realen Reibungskoeffizienten während des Bohrprozesses funktioniert im Beispiel des vorgestellten Trockenschmierverfahrens gut.