SyFi - Simulationsgestütztes Design von drehzahlsynchronen Finishprozessen (SynchroFinish) für Hochleistungswerkstoffe

Das innovative drehzahlsynchrone Schleifverfahren, auch SynchroFinish genannt, dient zur Herstellung runder- und beliebig unrunder Werkstückgeometrien, welches im Vergleich zu konventionellen Schleifverfahren hocheffizient (im Sinne von Kosten- und Zeitersparnis) arbeitet. Der SynchroFinish Prozess hat dadurch ein hohes Potenzial, zukünftig industriell eingesetzt zu werden. Das Projekt SyFi setzt sich zum Ziel, das drehzahlsynchrone Finish-Verfahren grundlegend zu erforschen. Durch simulationsgestütztes Prozessdesign (Molekulardynamik Simulation, MD) soll die Anwendbarkeit des SynchroFinish Prozesses für Hochleistungswerkstoffe auf einer speziell dafür konzipierten Forschungsschleifmaschine dargestellt werden. Durch die Anwendung der Simulation des Synchron-Prozesses auf atomistischer Ebene kann auf die nur mit großen Unsicherheiten behafteten Werkstoffgesetze gänzlich verzichtet werden. Das Institut für Fertigungstechnik (IFT) der TU Graz verfügt seit 2016 über eine weltweit einzigartige Schleifanlage, welche maschinentechnische Voraussetzungen für dieses drehzahlsynchrone Schleifverfahren besitzt. Erste Versuchsreihen haben das erwartete Potenzial bestätigt. Zur nutzbringenden Anwendung des Verfahrens in der Serie (Powertrain-Teile für VKM und E-Achse, optische Industrie, Feinwerktechnik) sind die Topologie des Schleifwerkzeuges, die Parameter der Abricht- und Schleifprozesse und die Werkstoffparameter aufeinander abzustimmen. Das IFT entwickelt das Prozess-Know-How weiter und stellt Versuchskapazitäten zur Verfügung. AC²T entwickelt skalenübergreifende Simulationsmodelle von industriellen Fertigungsprozessen und verfügt über die messtechnische Kompetenz hinsichtlich tribologischer Oberflächenanalyse. Der Projektpartner bringt als Systementwickler und Forschungsanstalt potenzielle Anwendungen im Bereich der Verbrennungsmotorentechnik und des KFZ-Antriebsstranges ein. Als angestrebtes Ergebnis werden die Prozessparameter des drehzahlsynchronen Finishprozesses (SynchroFinish) mittels der MD-Simulation berechnet. Anschließend werden seriennahe Teile mit verschiedenen Werkstoff/Werkzeugkombinationen zur Realisierung definierter Oberflächen-Topologien geschliffen und die Ergebnisse validiert.