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BayWISS-Kolleg Ressource Efficiency and Materials www.baywiss.de

Projekte im Verbundkolleg Ressourceneffizienz und Werkstoffe

© Nathan Anderson / unsplash.com

Korrelation von Herstell- und Bearbeitungsparametern sowie dem Gefüge von CMC-Werkstoffen

Ceramic Matrix Composites (CMCs) sind keramische Verbundwerkstoff, die durch das Einbringen der Fasern ein schadenstolerantes Versagensverhalten aufweisen. Das ermöglicht auch den Einsatz keramischer Werkstoffe in sicherheitsrelevanten Bereichen. Die Anwendung dieser Werkstoffe im Fahrzeug- und Maschinenbau (Hochleistungs-Leichtbaubremssysteme) und in Gasturbinen (Brennkammerauskleidung und Turbinenschaufeln) leistet einen wichtigen Beitrag zur Ressourcenschonung und zur Ökoeffizienz.

Trotz der endkonturnahen Herstellungsrouten für CMC-Bauteile ist eine Bearbeitung funktioneller Oberflächen und Bohrungen erforderlich. Wegen der hohen Verbundhärte werden klassische Fertigungsverfahren (Fräsen, Bohren), die bei der Zerspanung von bspw. Metallen zur Verfügung stehen, nicht eingesetzt. Derzeit werden nahezu alle CMC-Bauteile mit Schleifwerkzeugen gefertigt. Bei der Bearbeitung werden durch das Werkzeug thermo-mechanische Belastungen in die oberflächennahe Werkstückzone eingebracht.

Das Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung des Hartbearbeitungsprozesses von CMCs und dessen Einfluss auf die Oberflächenrauheit und die mechanischen Eigenschaften. Im Rahmen von Bearbeitungsexperimenten werden die bearbeitungsinduzierten Phänomene für CMCs erfasst und charakterisiert. Des Weiteren erfolgt die Untersuchung und Ableitung von Einflussparameter (z.B. Schnittgeschwindigkeit, Vorschub) auf die Oberflächenrauheit. Ein wesentliches Ziel der Arbeit ist die Untersuchung der erzeugten Oberflächentopographien und deren Einflüsse auf Festigkeitswerte von CMCs.

 

Bild oben: Experiment zur Fräsbearbeitung von Faserverbundkeramik (C/C-SiC) mit Überflutungskühlung

Bild unten: REM-Aufnahme: Geschliffene Oberfläche Faserverbundkeramik (C/C-SiC) – C-Faserbündel wurde teilweise durchtrennt

MEMBER IN THE JOINT ACADEMIC PARTNERSHIP

since

Supervisor Hochschule für angewandte Wissenschaften Augsburg:
Supervisor Hochschule für angewandte Wissenschaften Augsburg:
Achim Rösiger

Achim Rösiger

Hochschule für angewandte Wissenschaften Augsburg

Master of Engineering

 

  • Bachelor-Studium „Maschinenbau“ an der Hochschule für angewandte Wissenschaften Augsburg

         Titel „Fertigungsplanung Fahrwerkswerkstatt- Kapazitive Neuplanung und
         Optimierung des Instandhaltungsablaufes durch Neugestaltung der
         Maschinenanlagen“

  • Master-Studium „Leichtbau- und Faserverbundtechnologie“ an der Hochschule für angewandte Wissenschaften Augsburg

         Titel „Faserverbundwerkstoffe im Fassadenbau - Konzeptionelle Untersuchung
         der planungs- und fertigungstechnischen Machbarkeit am Beispiel eines
         Bauteilmusters“

  • Promotionsprojekt zum Thema Korrelation von Herstell- und Bearbeitungsparametern sowie dem Gefüge von CMC-Werkstoffen an der Hochschule für angewandte Wissenschaften Augsburg in Kooperation mit der Universität Bayreuth

 

Hochschule für angewandte Wissenschaften Augsburg

An der Hochschule 1, 86161 Augsburg

achim.roesiger@hs-augsburg.de

 

Coordination

Get in touch. We look forward to your questions and ideas for our Joint Academic Partnership Ressource Efficiency and Materials.

Christian Gadelmeier

Christian Gadelmeier

Koordinator BayWISS-Verbundkolleg Ressourceneffizienz und Werkstoffe

Universität Bayreuth
Lehrstuhl Metallische Werkstoffe

Prof.-Rüdiger-Bormann-Str. 1

95447 Bayreuth

Telephone: +49 92155 6612
ressourceneffizienz-werkstoffe.vk@baywiss.de