Prozesssimulation in der Zerspanung – Modellierung von Dreh- und Fräsprozessen

Zabel, A.

Spanende Fertigungsprozesse und die für ihre Durchführung und Optimierung erforderliche Informationstechnik spielen eine zentrale Rolle innerhalb von modernen Fertigungsprozessketten. Für das Institut für Spanende Fertigung der TU Dortmund stellen sowohl die Zerspanprozesse selbst als auch deren Modellierung und Simulation seit vielen Jahren den Schwerpunkt der Arbeiten in Forschung und Lehre dar. Mit der Schriftenreihe des ISF sollen die hier erzielten Ergebnisse anhand von Habilitationen und Dissertationen dokumentiert und der Fachwelt zur Verfügung gestellt werden.

Eine grundlegende Durchdringung von Zerspanprozessen ist die wichtigste Voraussetzung um die prinzipiellen Wirkmechanismen verstehen und darauf aufbauend zielgerichtete Optimierungsschritte einleiten zu können. Hierzu sind Modellierungs- und Simulationsmethoden, die es erlauben, die Prozesse abzubilden und insbesondere Prognosen hinsichtlich bestimmter Prozessgrößen abzuleiten, von herausragender Bedeutung. Solche Systeme und Methoden werden heute bereits vielfach erfolgreich eingesetzt und sind darüber hinaus vielfach Gegenstand aktueller Forschungsarbeiten. Dies ist nicht zuletzt auf die stetig zunehmende Verfügbarkeit preiswerter Rechenleistung zurückzuführen.

Die vorliegende Habilitationsschrift setzt sich daher mit der Thematik der Modellierung und Simulation von Dreh- und Fräsprozessen auseinander. Dabei wird, aufbauend auf einer Klassifikation, eine große Anzahl an verschiedenen Modellierungsmethoden bzw. konkreten Simulationsrealisierungen diskutiert, gegenübergestellt und kritisch beleuchtet. Als Schwerpunkte identifiziert der Autor zum einen die finite-element-basierten Systeme und zum anderen geometriegetriebene bzw. analytische sowie hybride Prozesssimulationen. Die Habilitationsschrift dient vor diesem Hintergrund zum einen als Basis für eine Vorlesung gleichen Titels, zum anderen aber auch der umfassenden Aufarbeitung des Standes der Technik und der Unterstützung von Anwendern der Zerspanprozesssimulation aus Wissenschaft und Industrie.

Veröffentlicht als

Habilitationsschrift, Technische Universität Dortmund, Vulkan Verlag, Essen, 2010, ISBN 978-3-8027-8752-2