Projektbereich B: Erzeugung und experimentelle Charakterisierung

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.

Teilprojekte im Projektbereich B

Teilprojekt B01
Geometrische Strukturierung von Bauteiloberflächen durch Mikrofräsen
Prof. Dr.-Ing. Jan C. Aurich, Lehrstuhl für Fertigungstechnik und Betriebsorganisation (FBK)

Teilprojekt B03
Strukturierung von Bauteiloberflächen durch Aufbringung feindisperser Partikeln
Prof. Dr.-Ing. Sergiy Antonyuk, Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik (MVT)

Teilprojekt B04
Verformung und Bruch oberflächenstrukturierter Proben
Prof. Dr.-Ing. Eberhard Kerscher, Lehrstuhl für Werkstoffprüfung (AWP)

Teilprojekt B05
Einfluss verformungsinduzierter Martensitbildung auf die mechanischen Eigenschaften metastabiler Austenite
Prof. Dr.-Ing. Tilmann Beck, Lehrstuhl für Werkstoffkunde (WKK);
Dr.-Ing. Marek Smaga, Lehrstuhl für Werkstoffkunde (WKK)

Teilprojekt B07
Charakterisierung mikrostrukturierter Bauteiloberflächen
Prof. Dr.-Ing. Jörg Seewig, Lehrstuhl für Messtechnik und Sensorik (MTS)

Teilprojekt B08
Erzeugung und Charakterisierung von mikroskaligen Oberflächenstrukturen in verschleißbehafteten Systemen
Prof. Dr. rer. nat. Michael Kopnarski, Institut für Oberflächen- und Schichtanalytik GmbH (IFOS)

Teilprojekt B09
Geometrische Strukturierung von Bauteiloberflächen durch Mikroschleifen
Prof. Dr.-Ing. Jan C. Aurich, Lehrstuhl für Fertigungstechnik und Betriebsorganisation (FBK)

Teilprojekt B10
Einfluss des Oberflächenzustands auf das quasistatische und zyklische Verformungs- und Schädigungsverhalten von TRIP/TWIP Stählen
Dr.-Ing. Marek Smaga, Lehrstuhl für Werkstoffkunde (WKK);
Prof. Dr.-Ing. Tilmann Beck, Lehrstuhl für Werkstoffkunde (WKK)

Teilprojekt B11
Additive Fertigung dreidimensionaler Bauteiloberflächen
Prof. Dr. rer. nat. Georg v. Freymann, Lehrstuhl für Optische Technologien und Photonik (OTP)

Beendet:
Teilprojekt B02
Gezielte Temperatursteuerung beim Drehen metastabiler Austenite
Dr.-Ing. Benjamin Kirsch, Lehrstuhl für Fertigungstechnik und Betriebsorganisation (FBK);
Prof. Dr.-Ing. Jan C. Aurich, Lehrstuhl für Fertigungstechnik und Betriebsorganisation (FBK);
Prof. Dr.-Ing. Ralf Müller, Lehrstuhl für Technische Mechanik (LTM);
Jun. Prof. Dr.-Ing. Erik v. Harbou, Lehrstuhl für Thermodynamik (LTD)

Beendet:
Teilprojekt B06
Haftung von Bakterienzellen und Biomolekülen auf mikrostrukturierten Bauteiloberflächen
Prof. Dr. rer. nat. Christiane Ziegler, Lehrstuhl für Technische Physik (LTP);
Dr. rer. nat. Christine Müller-Renno, Lehrstuhl für Technische Physik (LTP)

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Letzte Änderung: 25.07.2019