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Entwicklung eines Prognosemodells zur Vorhersage der Wechselwirkungen zwischen Struktur und Prozess beim Hochpräzisionsfräsen von Mikrostrukturen

开发预测模型来预测微结构高精度铣削中结构与工艺之间的相互作用

基本信息

批准号：
41243498
负责人：
Professor Dr.-Ing. Eckart Uhlmann
金额：
--
依托单位：
Fachgebiet Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik
依托单位国家：
德国
项目类别：
Priority Programmes
财政年份：
2007
资助国家：
德国
起止时间：
2006-12-31 至 2011-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/41243498?language=en
关键词：
Entwicklung eines Prognosemodells zur Vorhersage

项目摘要

Die zunehmende Miniaturisierung von Produkten, Baugruppen oder einzelner Funktionsflächen eröffnet der spanenden Hochpräzisionsbearbeitung von Mikrostrukturen ein erhebliches Markt- und Entwicklungspotenzial. Die Prozessmechanismen beim Hochpräzisionsfräsen von Mikrostrukturen sind nach derzeitigem Stand der Forschung nicht in hinreichendem Maße erforscht. Es ist vielmehr bekannt, dass die Wechselwirkungen zwischen Struktur und Prozess bei der spanenden Bearbeitung von im Vergleich zu Mikrostrukturen großen Strukturen anderen Gesetzmäßigkeiten folgen. Um bei der Entwicklung geeigneter Werkzeugmaschinen und bei der Entwicklung von angepassten Bearbeitungsprozessen die Wechselwirkungen zwischen Struktur und Prozess berücksichtigen zu können, bedarf es des im Rahmen des Forschungsvorhabens zu entwickelnden Prognosewerkzeuges. Ziel des geplanten Forschungsvorhabens ist es, am Beispiel der spanenden Hochpräzisionsfräsbearbeitung von Mikrostrukturen Wechselwirkungen zwischen den beteiligten schwingungsfähigen und wärmeleitenden Strukturen und dem Bearbeitungsprozess im Hinblick auf das Bearbeitungsergebnis zu erforschen. Es wird ein Prognosemodell entwickelt, das unter besonderer Berücksichtigung der Koppelstellen zwischen Bearbeitungsprozess und Maschinenstruktur die Entwicklung von Methoden zur gezielten Beeinflussung des Bearbeitungsergebnisses ermöglicht. Denkbar ist die Anwendung der erarbeiteten Ergebnisse für Ansätze der Design- und Topologieoptimierung, Optimierung der Prozessparameter sowie für Ansätze zur Optimierung von Steuerungs- bzw. Reglerstrukturen. Die Identifikation der Wechselwirkungen erfolgt experimentell mit einer Hochpräzisionsfräsmaschine. Unter Variation verschiedener Prozessrandbedingungen, wie Bearbeitungsparameter und Werkstückwerkstoff sowie Strukturkomponenten wie beispielsweise Spannmittel werden die Wechselwirkungen quantifiziert. Die mathematischen Modelle, die die Wechselwirkungen beschreiben, basieren auf der Modellierung der Struktur als Starrkörper und als elastische Kontinua. Die Verifizierung des in der Kopplung der Teilmodellen bestehenden Prognosemodells wird durchgängig anhand von direkten (Struktur, Prozess) und indirekten Messungen (Bearbeitungsergebnis) durchgeführt, wobei neuartige Schwingungsmessverfahren zum Einsatz kommen sollen.

Die zunehmende Miniaturisierung von Produkten，Baugruppen oder einzelner Funktionsflächen eröffnet der spanenden Hochpräzisionsbearbeitung von Mikrostrukturen ein erhebliches Markt- und Entwicklungspotenzial.微结构的高精度加工机构在研究中没有明显的优势。这是非常重要的，因为在大微结构和整体结构的垂直轴承上，轴承的结构和过程是相互关联的。Um bei der Entwicklung geeigneter Werkzeugmaschinen and bei der Entwicklung von angepasten Bearbeitungsprozessen die Wechselenkungen zwischen Struktur und Prozess berücksichtigen zu können，bedarf es des im Rahmen des Forschungsvorhabens zu entwickelnden Prognosewerkzeuges. Ziel des geplanten Forschungsvorhabens is es，am Beispiel der spanenden Hochpräzisionsfräsbearbeitung von Mikrostrukturen Wechselenkungen zwischen den beteiligten schwingungsfähigen und wärmeleitenden Strukturen und dem Bearbeitungsprozess im Hinblick auf das Bearbeitungsergebnis zu erforschen.这将是一个预测模型，它将根据轴承工艺和机械结构的不同而对轴承的影响进行优化。Denkbar is die Anwendung der erarbeiteten Ergebnisse für Ansätze der Design- und Topologieoptimierung，Optimierung der Prozessparameter sowie für Ansätze zur Optimierung von Steuerungs- bzw.规则结构通过一个高精度的机器进行了Wechself-kungen的识别实验。在变差情况下，如轴承参数和工作部件，结构部件如轴向伸缩臂可量化。数学模型，即Wechselkungen beschreiben，基于Starrkörper和弹性Kontinua的结构模型。预测模型的验证是通过直接（结构、过程）和间接（轴承）两种方法进行的，它是一种新的非线性动力学方法。