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SFB 747 Mikrokaltumformen - Prozesse, Charakterisierung, Optimierung

Schema SFB 747

Bearbeiter*innen: Iwona Piotrowska-Kurczewski, Phil Gralla, Jost Vehmeyer, Peter Maaß
Projektförderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Projektträger: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Partner: BEGO Medical GmbH, Bremen
Laufzeit: 01.01.2015 - 30.06.2017

Am ZeTeM wurden in verschiedenen DFG-geförderten Projekten mathematische Modelle für Zerspanprozesse entwickelt, analysiert und zur Optimierung der Prozesse eingesetzt, sodass in den letzten Jahren ein umfangreiches Wissen gesammelt werden konnte. Der Fokus der Arbeiten liegt einerseits auf der makroskopischen Form und andererseits auf der mikroskopischen Oberflächenfunktionalisierung.

Erstmals müssen sich nun die Arbeiten in einem Industrieprojekt innerhalb einer realen Prozesskette beweisen. Im Rahmen des SFB 747 wurde ein eigenständiges Transferprojekt realisiert, hierzu konnte die Firma BEGO Medical GmbH als Industriepartner gewonnen werden. Als Fertigungsdienstleister für Dentalprodukte, wie Zahnersatz und Implantat-Komponenten, müssen hohe Anforderungen bezüglich der Maßabweichung und Wirtschaftlichkeit eingehalten werden, um sich gegenüber der Konkurrenz zu behaupten.

Im Rahmen des Transfers in die industrielle Praxis wurden die im SFB 747 entwickelten Simulationen und die mathematischen Methoden zur inversen Optimierung auf die schwer zerspanbaren Dentalwerkstoffe und Fräswerkzeuge mit großem Längen-Durchmesser-Verhältnis übertragen. Bei einer konventionellen Steuerung bleiben physikalische Prozesseinflüsse unberücksichtigt, sodass Formabweichungen der gefertigten Produkte resultieren. Die entwickelten Prozesskraftmodelle werden eingesetzt, um die Nachgiebigkeit der langen Werkzeuge zu kompensieren. Aufbauend auf einer vorgegebenen Steuerung und den geometrischen Verhältnissen der im Eingriff befindenden Werkzeugschneide wird eine Korrektur vorgenommen, damit der geometrische Fehler am Werkstück minimiert wird. Die Zielsetzung ist es, für die Formgenauigkeit in dem kritischen Bereich des Zahnstumpfes und des Zahnersatzes 10 Mikrometer zu erreichen. Dies entspricht einer Halbierung der üblichen Werte und stellt ein Alleinstellungsmerkmal in der Fertigung von Zahnersatz dar.