Vortrag (20 Min., 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)
Bei der Zerspanung von Vergütungsstählen können nanokristalline Randschichten entstehen. Diese lassen sich nicht mittels Lichtmikroskopie auflösen und erscheinen deshalb im Schliffbild als weiße Schichten. Die damit einhergehenden Randschichtzustände unterscheiden sich erheblich von denen des Grundmaterials und können Bauteilverhalten und -lebensdauer maßgeblich beeinflussen.
In dieser Arbeit wird das Auftreten von weißen Schichten für den industriell relevanten Prozess Außenlängsdrehen von vergütetem 42CrMo4 systematisch untersucht. Variiert werden die Prozessstellgrößen Schnittgeschwindigkeit, Vorschub und Schnitttiefe, um unterschiedliche Randschichtzustände zu erzeugen. Dabei kommt Sensorik zur Prozessüberwachung zum Einsatz, wie Schnittkraft- und Körperschallmessungen. Weiterhin werden mikromagnetische Messungen der Bauteile mittels der 3MA-Prüftechnik (Mikromagnetische Multiparameter-Mikrostruktur- und Spannungs-Analyse) durchgeführt. Diese Messungen nehmen nur wenige Sekunden in Anspruch und können im Bearbeitungsraum der Maschine erfolgen. Im Anschluss werden diese Ergebnisse mittels geeigneter Auswertealgorithmen und maschinellem Lernen analysiert und mit der Charakterisierung der resultierenden Werkstückrandschichtzustände mittels Lichtmikroskopie und Mikrohärteprüfung korreliert.
Dies eröffnet die Möglichkeit einer 100-prozentigen In-Process-Messung des Werkstücks bei der Zerspanung. Die ebenfalls vorgestellte, durchgängige Betrachtung der kombinierten Messunsicherheit schafft die Voraussetzungen für eine industrielle Anwendung. Zusammen mit der Variation der Prozessstellgrößen ergeben sich neue Ansätze der Prozessregelung, die im Zeitalter von Industrie 4.0 immer größere Bedeutung erlangen.
