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SFB 692 - Hochfeste Aluminiumbasierte Leichtbauwerkstoffe für Sicherheitsbauteile
Teilprojekt D2:

Erzeugung definierter Oberflächeneigenschaften durch spanende Endbearbeitung von AMC
Laufzeit:

01/2006 bis 12/2013
Link: sfb692.tu-chemnitz.de
Projektträger:

Deutsche Forschungsgemeinschaft
Teilprojektleiter:

Prof. Dr.-Ing. Andreas Schubert
Mitarbeiter:

Dipl.-Ing. Andreas Nestler
Problem:

Aluminium-Matrix-Composites (AMC) sind neuartige Leichtbauwerkstoffe, die in Sicherheitsbauteilen eingesetzt werden sollen. AMC bestehen aus dem relativ weichen Aluminiumlegierung als Grundwerkstoff und darin eingebetteten harten Partikeln. Die spanende Bearbeitung solcher Werkstoffe stellt eine besondere Herausforderung dar. Einerseits verschleißen die Werkzeuge durch die harten Partikel sehr schnell, andererseits werden die Partikel aus der Aluminiummatrix herausgerissen und hinterlassen oberflächennahe Hohlräume, die Ausgangspunkt für Risse sein können.
Zielstellung:

Die Oberfläche von AMC soll bei der spanenden Endbearbeitung so wenig wie möglich geschädigt werden. Eine Lösungsstrategie besteht darin, bei der spanenden Bearbeitung die nur wenige Mikrometer großen, harten keramischen Partikel zu zerschneiden ohne ihre Lage in der umgebenden Aluminium-Matrix zu verändern. Dafür ist ein besonders harter Schneidstoff erforderlich. Es gilt zu untersuchen, ob neben Diamant auch Hartmetalle einsetzbar sind. Da Diamant ab einer Temperatur von ca. 600 °C an der Luft oxidiert, ist in diesem Zusammenhang auch die Untersuchung verschiedener Kühlschmierstoffstrategien sinnvoll.

Neben dem Schneidwerkstoff beeinflusst auch die Geometrie des Schneidkeils die Schnittbedingungen erheblich. Der Einfluss der Schneidteilgeometrie auf den Prozess soll untersucht werden und die optimale Geometrie zur spanenden Bearbeitung dieses speziellen AMC ermittelt werden. Durch systematische Untersuchungen zum Einfluss von Schnittgeschwindigkeit, Schnitttiefe und Vorschub sollen die optimalen Bedingungen für die spanende Bearbeitung des entwickelten AMC unter den Gesichtspunkten Festigkeit des Werkstoffs und Wirtschaftlichkeit der Fertigung ermittelt werden.