Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

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  • Publication
    Simulativer Vergleich tubularer Peltierelemente
    ( 2022)
    Binninger, Roland
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    Pernau, Hans-Fridtjof
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    Schäfer-Welsen, Olaf
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    Triebel, Florian
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    Polte, Mitchel
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    Uhlmann, Eckart
    Der Einsatz von Peltierelementen bietet in der Temperierung von Prozessen und Bauteilen einen großen Vorteil gegenüber der in technischen Anwendungen üblicherweise eingesetzten Fluidkühlung. Sie pumpen Wärme rein elektrisch und stellen Temperaturen sehr schnell sowie präzise ein. Für eine neuartige, thermoelektrisch temperierte Motorspindel wurden in Kooperation zwischen dem Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM und dem Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb IWF der Technischen Universität Berlin zwei unterschiedliche Ansätze tubularer Peltierelemente simulativ verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass es mit beiden Konzepten möglich ist, induzierte Wärmeströme am Lagersitz abzu­führen, um diesen auf eine vorgegebene Temperatur zu regeln.
  • Publication
    Dreh- und Fräswerkzeuge mit cBN-Beschichtungen
    ( 2006)
    Uhlmann, E.
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    Wiemann, E.
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    Keunecke, M.
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    Richter, V.
    Der Anteil der superharten Schneidstoffe nimmt aufgrund der gestiegenen Anforderungen in der Fertigung überproportional zu. In einem gemeinschaftlichen Forschungsprojekt wurde die Leistungsfähigkeit von cBN-Schichtsystemen, die als Deckschichten auf TiN- und TiAlN- Beschichtungen abgeschieden waren, beim Hartdrehen und -fräsen untersucht. Hierzu wurden gehärtete Stähle mit verschiedenen Substraten und Substratvorbehandlungen bearbeitet. Abschließende Kavitationstests und FEM (Finite Elemente Methode)-Simulationen des Zerspanvorgangs ergänzen die Analyse.
  • Publication
    Optimierung von Mikrofräswerkzeugen in der Werkzeugplanungsphase
    ( 2004)
    Uhlmann, E.
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    Füting, M.
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    Schauer, K.
    Die Mikrosystemtechnik verlangt auch bei kleinen Stückzahlen wirtschaftliche Fertigungsverfahren, die den Qualitätsanforderungen gerecht werden. In zunehmendem Maße findet hierfür die Mikrozerspanung mit Hartmetallwerkzeugen ihren Einsatz. Diese Technologie bietet neben den Vorteilen der herstellbaren Geometriekomplexität und flexibilität auch die Möglichkeit der Bearbeitung funktionaler Materialien (beispielsweise Stahllegierungen). Grundvoraussetzungen für die Prozesssicherheit dieser Technologie sind hohe Werkzeugstandzeiten sowie die Kenntnis der technologischen Bearbeitungsparameter. Dieser Fachbeitrag zeit Lösungswege, wie die Schwachstellen heutiger Mikrozerspanwerkzeuge, die insbesondere aus ihrer Herstellung resultieren, reduziert und eine sichere Prozessgestaltung für deren Anwendung entwickelt werden können.
  • Publication
    Determination of stress, deformation and temperature in the marginal zone of machined workpieces by means of 3D-finite element analysis
    ( 1995)
    Spur, G.
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    Gerloff, S.
    The mechanical an thermodynamical loads acting on the marginal zone of workpieces during machining have a decisive influence on the quality of the machined wordpiece and thos on its function. The stresses, deformations, and temperatures induced into the workpiece are influenced by the tool geometry and tool wear, by the friction on the face and the flank, and by choice of cutting conditions. The measurement of stresses, deformations, and temperatures is difficult, their influence on the surface integrity is unclear to a large degree due to the multiple stress on the surface because of the feed-dependent overlapping of cuts. Existing articles on this topic mainly deal with the mechanical an thermodynamical loads on the tools. This work concentrates on the functional surfaces of the workpiece. In the analyses a visco-plastical material model with a rate dependent approach was used. The result of the FE-Analysis, especially concerning the chip forming and chip curling processes, showed a good confirmation with the experiments.
  • Publication
    Spannkraftsensoren in Dreibackenfuttern. Spannkraftüberwachung unter Berücksichtigung der Krafteinleitung
    ( 1991)
    Spur, G.
    ;
    Stelzer, C.
    Chucking force monitoring with consideration of forces and stresses in the jaw. The clamping force of chucks can be measured with wire strain gauges during the machining operation. In order to determine suitable measuring points, the deformation behaviour of base jaw and top jaw was examined with the finite element method. The calculated results and experimental investigations showed that the kind of force must be taken into consideration for the calibration of the sensors. This restriction is removed when the sensors are stressed at the clamping position above a defined load point. In this case the calibration can be carried out pendent from the load point.