2023-06-252023-06-25https://tore.tuhh.de/handle/11420/15548Die Fertigung hochpräziser Faserverbundbauteile bildet die Grundlage für nachhaltige und energieeffiziente Antriebskomponenten aus Faser-Kunststoff-Verbund (FKV), die sowohl bei der Herstellung als auch in der Nutzungsphase signifikante Ressourcen- und CO2-Einsparungen ermöglichen. Zentrale Herausforderungen bei FKV-Komponenten sind die Lagerung rotierender Komponenten im Fertigungsprozess, die Ausführung hochpräziser Schnittstellen zu weiteren Antriebskomponenten und sehr enge Bauteiltoleranzen. Ziel des Projekts ist es, die Voraussetzungen für serientaugliche Schleifprozesse hochpräziser Faserverbundbauteile zu schaffen, um die breite industrielle Anwendung von FKV in ressourcenschonenden Antriebskomponenten (Maschinenbau, Automotive, Aviation) zu ermöglichen. Der Fokus des IPMT-Institutes der TU Hamburg liegt dabei auf der Erarbeitung grundlegender Zusammenhänge beim Präzisionsschleifen von FKV abhängig von Werkstück- und Schleifwerkstoff und deren Auswirkungen auf Oberflächenqualität, Maß- und Formtoleranz sowie Ressourceneffizienz. Mit grundlegenden Erkenntnissen der Zerspanbarkeit wird die Basis geschaffen, FKV-Leichtbauteile vielfältiger Geometrien für verschiedene Anwendungen präzise, zielgerichtet, prozesssicher und ressourcenschonend herzustellen. Als Zerspanbarkeitskenngrößen werden Zerspankräfte, -temperaturen, Werkzeugverschleiß, Qualitätsmerkmale sowie Abtragsprodukte zunächst in grundlegenden Umfang-Längs-Plan-Schleifprozessen experimentell untersucht und empirisch modelliert. Auf dieser Basis werden anwendungsgerechte Schleifprozesse entwickelt sowie die Ressourcen- und Energieverbräuche der Schleifprozesse in einer CO2-Bilanz erfasst. Das Projektziel des PKT-Institutes der TU Hamburg ist es, ein vertieftes Verständnis des Reibungs- und Verschleißverhaltens von hochbelasteten FKV-Oberflächen am Beispiel der Hohlschaftkegel-Werkzeugaufnahme (HSK) einer FKV-Werkzeugspindel zu erlangen. Hierfür wird ein anwendungsnaher Tribologieprüfstand entwickelt und in Betrieb genommen. An diesem werden Reib- und Verschleißversuche an gewickelten Testkörpern mit unterschiedlichen Laminaten unter verschiedenen Bedingungen durchgeführt. Hierbei ist insbesondere die Bestimmung von Reib- und Verschleißbeiwerten in Abhängigkeit von Einflussparametern wie Oberflächengüte, Wickelparameter, Schleif-, Kühl- und Schmierverfahren von Interesse, um die Auswirkungen der Schleifprozessgestaltung auf das tribologische Verhalten der Oberflächen zu verstehen. Anhand eines Prüfstandes für HSK-Aufnahmen wird die Übertragbarkeit der Ergebnisse der vorangegangenen, abstrahierten Versuche auf den konkret betrachteten Anwendungsfall nachgewiesen. Auf Grundlage der Untersuchungen werden Gestaltungsempfehlungen für verschleißbelastete Welle-Nabe-Schnittstellen erstellt.