In-Line und Off-Line 3MA Messung als Basis für die Soft-Sensor Regelung beim Drehen von ferromagnetischen Stählen

Die hier vorliegende Arbeit behandelt zwei Aufgabenschwerpunkte, die sich jeweils auf ein Teilprojekt des DFG-Projekts SPP 2086 beziehen. In einem ersten Aufgabenteil wurde die In-Line-Messfähigkeit des 3MA-Systems unter Verwendung einer neuen Softwarevariante untersucht. Hierzu wurde der 3MA-Sensor in eine CNC-Drehmaschine integriert und unter rotierendem Bauteil ein Bild der mikromagnetischen Prüfgrößen über die gesamte Bauteiloberfläche aufgenommen. Die Proben wurden zuvor in Bereiche / Stufen aufgeteilt, die mit unterschiedlichen Bearbeitungsparametern bearbeitet wurden. Die unterschiedlichen Bearbeitungsparameter haben eine Auswirkung auf die mechanischen, mikrostrukturellen und topologischen Eigenschaften der Probe und wirken sich somit auf die Signale des 3MA-Systems aus. Mit Hilfe des 3MA-Systems konnten die einzelnen Bereiche / Stufen identifiziert werden und damit die In-Line-Messfähigkeit bestätigt werden. Damit eignet sich der 3MA-Sensor als Teil eines möglichen Soft-Sensors zur White-Layer Charakterisierung. Zudem wurde eine neue Software getestet, die eine Highe-Speed-3MA-Messung erlaubt und darüber hinaus den Prüfgrößen einen Zeitstempel zuordnet, wodurch die Prüfgrößen einer genauen Position bei bekanntem Vorschub f und Schnittgeschwindigkeit Vc zugeordnet werden können. Die Funktionalität dieser neuen Software konnte im Rahmen dieser Arbeit bestätigt werden.
Der zweite Teil dieser Arbeit beschäftigt sich mit der Korrelationsuntersuchung der 3MA-Prüfgößen mit dem Härteprofilverlauf von 42CrMo4-Proben und 100Cr6-Bolzen. Hierzu wurde die Grenztiefe durch die Änderung der Magnetisierungsamplitude und auf Basis des Skin-Effektes durch die Variation der Magnetisierungsfrequenz verändert. Die dadurch entstehenden Signalverläufe wurden auf eine Korrelation mit den Härteprofilverläufen untersucht. Eine Korrelation konnte jedoch nur bedingt hergestellt werden. Eine triviale Korrelation ist aufgrund mehrerer Faktoren nicht möglich. So beeinflusst beispielsweise die Änderung der Frequenz einen Teil der Prüfgrößen in nichtlinearer Weise, wodurch eine Korrelationsfindung deutlich erschwert wird.