Project Area B: Creation and Experimental Characterization

Der Projektbereich B ist experimentell ausgerichtet. Seine zentrale wissenschaftliche Fragestellung ist die gezielte Einstellung der Morphologie von Bauteiloberflächen durch definierte Herstellverfahren sowie die messtechnische und werkstoffwissenschaftliche Charakterisierung der Morphologie der erzeugten Oberflächen.

In den fertigungstechnischen Teilprojekten B01 (Aurich) und B02 (Kirsch, Aurich, Müller, v. Harbou) wird durch Mikrofräsen und durch Drehen eine definierte Morphologie der Bauteiloberfläche auf der Mikroskala hergestellt. Die wissenschaftliche Zielsetzung des Teilprojekts B02 wird in der 2. Förderperiode erweitert: es werden nun zusätzlich zu den Experimenten auch Arbeiten zur Modellierung und Simulation des gekühlten Drehprozesses durchgeführt. Dies spiegelt sich auch in der Erweiterung der Gruppe der Teilprojektleiter wider, in die Prof. Müller und Jun. Prof. v. Harbou ihre Kompetenz in der Mechanik und Thermodynamik einbringen. Dr. Kirsch hat die Arbeiten im Teilprojekt B02 schon in der 1. Förderperiode unterstützt und wird jetzt in die Teilprojektleitung eingebunden. Das im SFB 926 betrachtete Spektrum von Fertigungsverfahren wird in der 2. Förderperiode erweitert. Hinzu kommt das Mikroschleifen über das neue Teilprojekt B09 (Aurich). Als mikroskalige Fertigungstechnik passt das Mikroschleifen hervorragend in den SFB 926. Darüber hinaus liegen exzellente Vorarbeiten zum Mikroschleifen vor, da der Antragsteller dieses Thema im Rahmen einer Förderung im Reinhart Koselleck Programm der DFG bearbeitet hat. Diese läuft mit Beginn der 2. Förderperiode des SFB 926 aus, so dass keine Überschneidungen auftreten. Neben spanenden Verfahren wird in der 2. Förderperiode des SFB 926 auch ein auf optischer Technologie beruhendes additives Fertigungsverfahren wissenschaftlich untersucht. Die Arbeiten erfolgen im neuen Teilprojekt B11 (v. Freymann). Mit dem Verfahren lassen sich Bauteiloberflächen im Mikrometerbereich dreidimensional strukturieren. Damit werden Gestaltungsmöglichkeiten eröffnet, die die bisher betrachteten spanenden Verfahren nicht bieten. Es gelingt, die in der Technischen Physik entwickelten Verfahren auf die Werkstoffe und Fragestellungen des SFB 926 anzuwenden, so dass eine wertvolle Ergänzung des fertigungstechnischen Portfolios des SFB 926 erreicht wird. Weitergeführt werden die Arbeiten zur Strukturierung von Bauteiloberflächen mit Partikeln im Teilprojekt B03. Dies wurde bisher von Prof. Ripperger geleitet, der in den Ruhestand geht. Die Leitung von Teilprojekt B03 ist mit Beginn der 2. Förderperiode auf Prof. Antonyuk, den Nachfolger von Prof. Ripperger, übergegangen.

Einen weiteren Schwerpunkt der Arbeiten im Projektbereich B bilden werkstoffwissenschaftliche Untersuchungen an Bauteiloberflächen. Die oberflächennahen Werkstoffstrukturen und die daraus folgenden mechanischen und physikalischen Bauteileigenschaften werden in den Teilprojekten B04 (Kerscher) und B05 (Beck, Smaga) untersucht. Neu im SFB 926 ist das Teilprojekt B10 (Smaga, Beck), in dem der Einfluss der Bearbeitung auf die oberflächennahe Mikrostruktur und mechanischen Eigenschaften eines TRIP/TWIP Stahls analysiert wird. Dieses Teilprojekt stellt eine konsequente Erweiterung der in B05 durchgeführten Arbeiten auf einen Stahl mit wesentlich höherem Umwandlungsvermögen dar, wodurch sich die Möglichkeit zu Oberflächenumwandlungen ohne den Einsatz kryogener Bearbeitungsverfahren ergibt und die gezielte Phasentransformation im Oberflächenbereich beim Mikrofräsen und Mikroschleifen ermöglicht wird.

Die messtechnischen/analytischen Teilprojekte B07 (Seewig) und B08 (Kopnarski) liefern wesentliche Beiträge zur Erfassung der mikroskaligen Morphologie der erzeugten Bauteiloberflächen, wobei der Schwerpunkt im Teilprojekt B07 (Seewig) auf der Topografie und der im Teilprojekt B08 (Kopnarski) auf den physikalisch-chemischen Eigenschaften liegt. Das Teilprojekt B06 (Ziegler, Müller-Renno) befasst sich mit lebenden Zellen an Bauteiloberflächen, die hier zusammen mit den organischen und anorganischen Teilchen, die in den Teilprojekten A08 (Antonyuk) und B03 (Antonyuk) untersucht werden, als Partikel an Bauteiloberflächen aufgefasst werden. Zellen an Bauteiloberflächen werden auch im Teilprojekt C03 (Ulber) untersucht, das zusammen mit dem Teilprojekt B06 (Ziegler, Müller-Renno) ein weiteres Tandem bildet.

Weder der experimentell orientierte Ansatz des Projektbereichs B noch der auf Modellierung und Simulation beruhende des Projektbereichs A sind allein in der Lage, die gewünschten Oberflächenerzeugungs-Morphologie-Eigenschaftsbeziehungen (OMEB) zu entwickeln. Dies gelingt erst durch das Zusammenwirken beider Projektbereiche vor dem Hintergrund der Anwendungen im Projektbereich C.

 

 

Subprojects in Project Area B

Subproject B01
Geometrical Structuring of Component Surfaces by Micro Milling
Prof. Dr.-Ing. Jan C. Aurich, Institute for Manufacturing Technology and Production Systems (FBK)

Subproject B02
Systematic Temperature Control when Turning Metastable Austenitic Steels
Dr.-Ing. Benjamin Kirsch, Institute for Manufacturing Technology and Production Systems (FBK);
Prof. Dr.-Ing. Jan C. Aurich, Institute for Manufacturing Technology and Production Systems (FBK);
Prof. Dr.-Ing. Ralf Müller, Institute of Applied Mechanics (LTM);
Jun. Prof. Dr.-Ing. Erik v. Harbou, Laboratory of Engineering Thermodynamics (LTD)

Subproject B03
Surface Structuring by Cold-sprayed Fine Particles
Prof. Dr.-Ing. Sergiy Antonyuk, Institute of Particle Process Engineering (MVT)

Subproject B04
Deformation and Fracture of Specimens with Structured Surfaces
Prof. Dr.-Ing. Eberhard Kerscher, Materials Testing Group (AWP)

Subproject B05
Influence of Deformation Induced Martensite Formation on the Mechanical Properties of Metastable Austenite
Prof. Dr.-Ing. Tilmann Beck, Institute of Materials Science and Engineering (WKK);
Dr.-Ing. Marek Smaga, Institute of Materials Science and Engineering (WKK)

Subproject B06
Adhesion of Bacteria and Biomolecules on Microstructured Component Surfaces
Prof. Dr. rer. nat. Christiane Ziegler, Institute of Technical Physics (LTP);
Dr. rer. nat. Christine Müller-Renno, Institute of Technical Physics (LTP)

Subproject B07
Characterization of Microstructured Component Surfaces
Prof. Dr.-Ing. Jörg Seewig, Institute of Measurement and Sensor-Technology (MTS)

Subproject B08
Generation and Characterization of Microscopic Surface Structures in Wearing Systems
Prof. Dr. rer. nat. Michael Kopnarski, Institute for Surface and Thin Film Analysis GmbH (IFOS)

Subproject B09
Geometrical Structuring of Component Surfaces by Micro Grinding
Prof. Dr.-Ing. Jan C. Aurich, Institute for Manufacturing Technology and Production Systems (FBK)

Subproject B10
Influence of the Surface State on Quasi-static and Cyclic Deformation and Damage Behavior of TRIP/TWIP Steels
Dr.-Ing. Marek Smaga, Institute of Materials Science and Engineering (WKK);
Prof. Dr.-Ing. Tilmann Beck, Institute of Materials Science and Engineering (WKK)

Subproject B11
Additive Manufacturing of Three-dimensional Surfaces
Prof. Dr. rer. nat. Georg v. Freymann, Institute of Light-Matter Interaction (OTP)

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Last Change: March 29th 2017