Modellgestützte Werkzeug- und Prozessentwicklung des Bohrschleifens faserverstärkter Duromere

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Polymerwerkstoffe mit Glas- oder Kohlefaser-Verstärkung finden in zahlreichen Wirtschaftsbereichen zunehmend Anwendung. Für das Fügen von Komponenten aus Faserkunststoffen sind Bohrungen erforderlich, die überwiegend mit Werkzeugen mit geometrisch bestimmter Schneide bearbeitet werden. Der abrasive Faseranteil führt jedoch zu hohem Schneidkantenverschleiß. Diamanthohlschleifstifte stellen eine vielversprechende Alternative dar, insbesondere bei duroplastischen Matrixwerkstoffen, da sie eine außergewöhnliche Verschleißbeständigkeit aufweisen. Ihr hohler Aufbau reduziert das Zerspanungsvolumen erheblich, und der Verlust einzelner Diamantkörner wird durch die Vielzahl an Schneiden kompensiert. Zudem sind die Werkzeuge kostengünstig wiederbelegbar. Diese Arbeit untersucht das Potenzial der Diamanthohlschleifstifte für die Bearbeitung duroplastischer Faserkunststoffe. Zunächst erfolgt eine umfassende Analyse der Wirkmechanismen und der Einflussfaktoren auf den Schleifprozess. Anschließend werden verschiedene Werkzeugspezifikationen betrachtet. Ein separates Kapitel befasst sich mit möglichen Schädigungsformen des Verbundmaterials und der Reduzierung der Kühlschmierstoffmenge. Der Werkzeugaufbau wird durch geometrisch-kinematische Modellierung abgebildet, und der Bohrschleifprozess wird simuliert. Abschließend werden technologische Optimierungsmöglichkeiten des Werkzeugaufbaus und der Prozessführung hinsichtlich der Bearbeitungszeit