Innovative Prozessstrategien zur mechanischen Bohrbearbeitung faserverstärkter Kunststoffe unter gezielter Richtung der Prozesskräfte ins Werkstückinnere

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Bei der mechanischen Bohrbearbeitung faserverstärkter Kunststoffe verursachen die Bearbeitungskräfte insbesondere im Bereich der Decklagen Schädigungen des Werkstücks. Dies resultiert aus der nicht ausreichenden Festigkeit des Werkstückmaterials bei Belastungen, welche aus der Werkstückebene hinaus gerichtet sind. Bisherige Forschungsansätze zielen bis heute meist darauf ab, diese in Bohrungsachse liegenden Kraftkomponenten und somit auch die Schädigungen zu reduzieren. Ziel des hier beantragten Forschungsvorhabens ist es, Prozessstrategien zu entwickeln, die durch gleichzeitige Betrachtung von Werkzeuggeometrie und Werkzeugbewegung die resultierenden Bearbeitungskräfte im Bereich beider Decklagen gezielt ins Werkstückinnere richten. Die Bearbeitungskräfte sollen für diese Strategie in Abhängigkeit der Werkzeugmakro- und -mikrogeometrie qualitativ beschrieben und anschließend quantitativ bestimmt werden. Resultierende Schädigungen der Decklagen werden den jeweils maßgeblichen Kraftkomponenten zugeordnet. Auf Basis dieser für zwei definierte Verbundwerkstoffe ermittelten Zusammenhänge und einer Testprozedur zur schnellen Charakterisierung der Bearbeitbarkeit eines Werkstoffs wird ein Software-Tool programmiert, das diese Ergebnisse zusammenfasst und eine hinsichtlich definierbarer Zielgrößen optimale Bearbeitungsstrategie vorschlägt. Dieses Tool wird abschließend durch die optimierte Bearbeitung eines bis dahin nicht untersuchten Werkstoffs validiert.