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The quality and surface integrity of machined parts is influenced by residual stresses in the subsurface resulting from cutting operations. These stress characteristics can not only affect functional properties such as fatigue life, but also the process forces during machining. Especially for orthogonal cutting as an appropriate experimental analogy setup for machining operations like milling, different undeformed chip thicknesses cause specific residual stress formations in the subsurface area. In this work, the process-related depth profile of the residual stress in AISI 4140 was investigated and correlated to the resulting cutting forces. Furthermore, an analysis of the microstructure of the cut material was performed, using additional characterization techniques such as electron backscatter diffraction and nanoindentation to account for subsurface alterations. On this basis, the influence of process-related stress profiles on the process forces for consecutive orthogonal cutting strategies is evaluated and compared to the results of a numerical model. The insights obtained provide a basis for future investigations on, e. g., empirical modeling of process forces including the influence of process-specific characteristics such as residual stress., Production engineering;Vol. 15. 2021, pp 873���883

The present work demonstrates the ns-laser pulse assisted excited state absoption (ESA)-based processing of Zinc(II)-oxide thin films with a layer thickness of 50 300 nm on crystallographically differently oriented quartz-, as well as crystalline sapphire-, and amophous fused silica substrates using a dual laser beam setup. The goal was to achieve an ablation efficiency improvement compared to single-beam ablation by decreasing the required pulse fluences. For the ESA-based ablation, the optical excitation with radiation of a laser with photon energies Ep above the optical band gap energy EBL was used to excite electrons into the conduction band (LB), which then partially relax into defect-levels. This allows the transient single-photon absorption of radiation of a second spatially and temporally aligned laser pulse with Ep < EBL, exciting electrons to the LB from these defect-levels. By utilizing different ESA-wavelengths in the visible spectrum with ESA = 410 600 nm, ESA = 450 nm was determined as the most effective wavelength for the ESA-based ablation due to the increased Ep, allowing the absorption from an increased number of suitable defect-levels. To quantify the efficiency improvements, a model was developed to allow for a comparison with single-beam ablation by determining the pulse fluence dependent size of the ablated structures. For a more detailed analysis of the ESA-based dual-beam process and to determine optimal processing parameters, a second model was developed to describe the temporal process and the impact of the temperature increase by the pump-pulse. In addition to ablation of variable ablation depths, the ablation quality was improved by decreasing resolidified molten structures and an ablation was achieved even with a temporal pulse delay in the s-range.

Biocomposites made of biodegradable polymers have grown in interest due to their environmentally friendliness, considering that non-biodegradable polymers waste conduces to pollution, displaying high environmental impact in climatic changes. Therefore, in the presented study, biodegradable Poly (lactic acid) (PLA) and poly (butylene succinate) (PBS) were investigated as a series of PLA/PBS melt-blending compounds with the weight ratios of 50/50, 60/40, 70/30, 80/20 and 90/10. In a two-component injection molding process, they were used as the hard component to create hard-soft- combinations. Thermal properties, crystallinity and mechanical properties were examined with regard to the change in the adhesive bonding strength between the PLA/PBS compounds and thermoplastic polyurethane (TPU) under the influence of time and temperature (storage at room temperature and 100 °C in the course of 1, 3, 7 and 14 day(s)). The adhesion properties of the PLA/PBS blends were identified via Drop Shape Analysis (DSA) using a contact angle measurement device and corroborated with FTIR/ATR measurements. The attenuation in the interfacial tension between the blends and TPU with increasing amount of PBS content in the blend provided better bonding abilities. The maximal load required to disconnect these two components was measured by a universal tensile test machine. According to the results, the highest maximal load (552,69 N) was achieved with the PLA/PBS blend with a weight ratio of 60/40 wt% after being subjected to seven days of storage at 100 °C.Biocomposites made of biodegradable polymers have grown in interest due to their environmentally friendliness, considering that non-biodegradable polymers waste conduces to pollution, displaying high environmental impact in climatic changes. Therefore, in the presented study, biodegradable Poly (lactic acid) (PLA) and poly (butylene succinate) (PBS) were investigated as a series of PLA/PBS melt-blending compounds with the weight ratios of 50/50, 60/40, 70/30, 80/20 and 90/10. In a two-component injection molding process, they were used as the hard component to create hard-soft- combinations. Thermal properties, crystallinity and mechanical properties were examined with regard to the change in the adhesive bonding strength between the PLA/PBS compounds and thermoplastic polyurethane (TPU) under the influence of time and temperature (storage at room temperature and 100 °C in the course of 1, 3, 7 and 14 day(s)). The adhesion properties of the PLA/PBS blends were identified via Drop Shape Analysis (DSA) usin...

Das Thema dieser Dissertation ist die Untersuchung der Bildung von laserinduzierten periodischen Oberflächenstrukturen (engl. laser-induced periodic surface structures) \(\bf {sogenannten}\) LIPSS oder auch Ripples genannt. Die Motivation war es, den physikalischen Hintergrund von LIPSS zu erforschen und Informationen zu sammeln, was in der Literatur noch nicht eindeutig geklärt ist. Der Fokus lag auf der Kontrolle der Periode und Orientierung der LIPSS durch Veränderung der Laserwellenlänge und der Umgebungsbedingungen. Es wurde festgestellt, dass die Welligkeit in flüssiger Umgebung viel kleiner ist und eine andere Orientierung hat. Das zeigt, dass die Umgebung und die Hydrodynamik eine wichtige Rolle auf die Eigenschaften der LIPSS haben. Im letzten Kapitel wird der Farbeffekt durch LIPSS untersucht. Die Ergebnisse dieser Studie zeigten wertvolle Erkenntnisse, wie sich die optischen Eigenschaften der Oberfläche verändern und so die spektralen Eigenschaften für Farben gesteuert werden können. The main topic of this dissertation is the study of the formation of laser-induced periodic surface structures (LIPSS), or ripples. The motivation was to reveal valuable information regarding to the physical background of ripples, which is still not clear in literature. For this, I focused on the control of the LIPSS period and orientation by altering the laser wavelength and the environmental conditions. It was found that ripples have much smaller period in liquid environment and totally different orientation, showing that the environment and the hydrodynamics can play a crucial role on the ripples characteristics. In the last chapter colourizing effect caused by ripples is studied. The findings of this study reveal valuable information of how the optical properties of the surface change and the way to control the spectral characteristics of the colours.

Die konventionelle Formgebung von Funktionsbauteilen aus Siliciumcarbid (SiC) beschr��nkt sich auf Gussverfahren, z.B. Pulverspritzguss (Powder Injection Moulding, PIM) und Pressverfahren, z.B. hei��isostatisches Pressen (Hot Isostatic Pressing, HIP). W��hrend im Fall von PIM eine Binderphase eingesetzt wird um aus hochtemperaturbest��ndigen SiC Partikeln einen Gr��nteil herzustellen, f��hren bei HIP Temperaturen von bis zu 2000��C und Dr��cke von 100-200 MPa zur Verdichtung und Sinterung des SiC Pulvers. In dieser Arbeit sollte die Nichtoxidkeramik SiC f��r die Verarbeitung in der generativen Fertigung adaptiert werden, dies gilt speziell f��r lithographische Methoden (Stereolithographie). Das fl��ssige Ausgangsmaterial, bestehend aus einer photosensitiven Polymermatrix und SiC Partikeln als F��llstoff, wurde an die Prozessbedingungen angepasst und Pr��f- bzw. Demonstrationsk��rper hergestellt. Mit Hilfe von thermischen Analysen k��nnte ein optimales Entbinderungs- und Sinterprofil gefunden werden um Bauteile bis zu einer Wandst��rke von 10 mm rissfrei herstellen zu k��nnen. Zur Steigerung der relativen Dichte wurden in weiterer Folge Sinteradditive und Infiltrate getestet. Ein anderes generatives Fertigungsverfahren, das selektive Laserschmelzen, bietet den Vorteil das pulverf��rmige Ausgangsmaterial ohne Binderphase direkt, entsprechend dem CAD Modell, zu einem physikalischen Bauteil schichtweise verschmelzen zu k��nnen. Hier sollte neben den bereits kommerziell erh��ltlichen Kunststoff- und Metallpulvern der Bereich der Keramikpulver hinzugef��gt werden. Zu Beginn war es notwendig systematisch die entsprechenden anlagen- und materialspezifischen Anforderungen aufzustellen und ein Bewertungsschema zu entwickeln. Anhand dieser Selektion wurden danach Versuche durchgef��hrt um das Schmelz- und Erstarrungsverhalten zu untersuchen. Schrittweise wurden so Parameters��tze f��r die ausgew��hlten, keramischen Werkstoffe ermittelt und dokumentiert. Neben rein-keramischen Pulvern wurden auch binderbasierte Varianten untersucht, hierzu wurde Polyamid 12 verwendet um Gr��nk��rper herzustellen. Die Energiedichte des Laserstrahls wurde durch eine Strahlaufweitung und Laserleistungsreduktion durch Aufschmelzversuche auf den Binder eingestellt. Eine Bindermodifikation, die Beigabe von Industrieru�� (Carbon Black), erm��glichte auch die erfolgreiche Verarbeitung von Oxidkeramikpulvern. Durch die Optimierung der Parameter konnte f��r die binderbasierten Keramikpulver im SLM Verfahren und f��r die Nichtoxidkeramik SiC im SLA Verfahren stabile Prozesse zur Herstellung von Bauteilen realisiert werden., Conventional fabrication methods for silicon carbide (SiC) parts comprises on moulding techniques, like powder injection moulding (PIM), pressing techniques, like hot isostatic pressing (HIP) and solid state sintering (SSiC). While in case of PIM a binding phase is used to bond the high temperature resistive SiC particles and form green parts, the HIP technique use temperatures up to 2000��C and pressures from 100 - 200 MPa for densification. The aim of this thesis is the implementation of SiC in two different Additive Manufacturing Methods (AMTs), especially in the field of lithographic methods, like stereolithography. The ceramic slurry, which is used in such lithographic processes, contains a photosensitive polymeric resin filled with SiC particles. In a first step the slurry-properties were optimized for the structuring process to fabricate green parts with a layer thickness of 25 ��m. By means of thermal analysis optimal debinding and sintering parameters have been found and porous SiC structures reproducible manufactured without any cracks or other defects (up to a probe diameter of 10 mm). In order to increase the density of the SiC parts different sintering aids and infiltrants were tested. Another AMT method, selective laser melting (SLM), offers advantages in terms of reduced process time. The powder-based material can be transferred into a 3-dimensional part without the need of a binding phase. Solutions for metal or polymer powders are already on the market - this work supports the basic understanding of the requirements for the adaption of ceramic materials in SLM. At the beginning a material screening routine identified relevant process and material properties and that supports the decision making process in terms of the material suitability. After that melting experiments and structuring tests were made in order to get optimal process parameters. Beside pure-ceramic powders also binding-based options were tested. For the fabrication of green parts a thermoplastic, polyamide 12, was used. By reducing the energy density (laser beam broadening, laser power reduction) and melting experiments the SLM machine (EOSINT M280, designed for metal powders) could been used also for structuring polyamide 12. By improving the parameters highly stable manufacturing processes for binding-based SiC in SLM and SLA could have been realized.

The paper presents a theoretical investigation of computer generated optical elements having a microstructure on a planar substrate. The field of application is the beam shaping in laser material processing, especially the generation of various intensity distributions and figures in the focus domain. These optical elements match the wavefront phase not only at the Fresnel zone border, but also in the inner of the zones. The inverse task of focusing has been solved based on the rules of geometrical optics. As an example, the surface profile has been evaluated for the focusing of a Gaussian laser beam into a cross-shaped intensity profile. The Fresnel-Kirchhoff integral has been applied to these elements and the results of diffraction calculations have been discussed for C02 laser and NdYag laser applications. Furthermore, we have carried out a first experiment with a low power C02 laser and compared the results with the theory. The cross-shaped focus obtained during the experiment was f ully comparable with the theoretical result.

Unter Ausnutzung der Wärmebehandelbarkeit aushärtbarer Aluminiumlegierungen wurde eine Prozesskette für die Herstellung von eigenschaftsgradierten Strangpressprofilen entwickelt und experimentell getestet. Ziel ist es, in einem Strangpressprofil der Legierung EN AW-6082 unterschiedliche mechanische Eigenschaften über die Profillänge zu erzeugen. Eine speziell entwickelte Kühlvorrichtung liefert hierzu einen auf einen Profilabschnitt lokal begrenzten Wärmeaustausch.

Laserstrahlung wird in der industriellen Produktion zunehmend als flexibles Werkzeug zur Bearbeitung unterschiedlichster Materialien eingesetzt. Eines der auffälligsten physikalischen Phänomene ist dabei das Auftreten eines laserinduzierten Plasmas; dieses schirmt die Laserstrahlung vom Werkstück ab, erlaubt aber auch die Diagnose von Prozeßparametern.

Ill., graph. Darst.

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Durch den Einsatz von Faserlaser ergeben sich infolge der beugungsbegrenzten Strahlqualität grundsätzlich neue Möglichkeiten der Lasermakrobearbeitung und Lasermikromaterialbearbeitung. Es wird auf folgende Geschäftbereiche näher eingegangen: Kunststoffschweissen, Mikrostrukturierung, Laserreinigen, Mikroschneiden. Die optimale Zuführung des Laserlichtes mittels Faser an die Bearbeitungsanlage und die Baugröße des Faserlasers ermöglichen eine einfache Integration in eine neue Bearbeitungsanlage oder in bestehende Maschinen und Anlagen. Der Faserlaser hat sein Potential in der Mikromaterialbearbeitung noch nicht voll ausgeschöpft. Es sind noch weitere Entwicklungen im Bereich kürzere Pulsdauer sowie Frequenzvervielfachung notwendig.

Ill., graph. Darst.

The paper deals with the investigation of computer generated optical elements having a microstructure on a planar substrate.Our domain of interest is the application of phase elements to beam shaping for material processing.These elements allow the generation of nearly arbitrary intensity distributions in the focus domain without the usual scanning mirrors.Lateral phase jumps of higher order laser modes can be compensated by an appropriate element design.The optical elements presented here, are based on the idea to match the wavefront phase by a Fresnel zone plate not at the zone border only but also in the inner of the zones.A short description of the methods for the solution of the invers task of focusing is given on the base of geometrical optics.As an example the surface profile has been evaluated for the focusing of a gaussian laser beam into a cross.The Fresnel-Kirchhoff integral has been applied to these element and the result of diffraction calculations has been shown for C02 l aser application.Furthermore, we have carried out some experiments with a 10 Watt C02 laser and compared the result with the theory.The cross shape of the focus in the experiment was fullycomparable with the theoretical result.The cross dimension was 3.6 mm ineach direction.There, a eight level element was realized with a three mask electron beam lithography and etching in a system of copper layers on a glass substrate.The efficency, i.e. the power ratio contained within the focus domain with intensities higher 5% of the maximum focus intensity was 87% theoretically and 76% experimentally.

Bei der Auslegung von Strahlführungs- und Strahlformungselementen bleiben derzeit Einflußfaktoren, die während der Lasermaterialbearbeitung auftreten, unberücksichtigt. Eine geeignete Meßmethode zur Erfassung des Betriebsverhaltens bildet die holographische Interferometrie in Verbindung mit einem Kalorimeter. Es erfolgt nicht nur die Betrachtung des optischen Elements, z.B. des Spiegels, sondern auch die Analyse des Verformungsverhaltens der ebenfalls zum optischen System gehörenden mechanischen Komponenten und eine Beurteilung der Spiegelkühlung.

Mit dem neuen Werkzeug "Laser" eroeffnen sich der materialverarbeitenden Industrie voellig neue Perspektiven. Bei der Diskussion ueber die Laserstrahl-Materialbearbeitung werden immer wieder deren besondere Vorzuege hervorgehoben. In der Bilanz tauchen Begriffe auf wie: gezielte lokale Waermeeinbringung, beruehrungslose Bearbeitung, hohe Produktivitaet, Qualitaetsverbesserung oder Flexibilitaet. Diese Vorteile ergeben sich aber nicht zwangslaeufig mit dem "Einkauf" dieser Technologie. Ein Unternehmen ist nicht nur durch die Investition in eine innovative Technik erfolgreich. Die Vorzuege der Lasertechnologie lassen sich nur dann wirtschaftlich nutzen, wenn bereits in der Planungsphase der Laser in den gesamten Produktionsablauf integriert wird. Bei Beachtung der Kostenverantwortung koennen "Reibungsverluste" in der Einfuehrungs- und Betriebsphase vermieden werden. (IPT)

Wir stellen einen kompakten Einspiegel 2D-Strahlablenker für Hochleistungs-Laser vor. Dieser Scanner ist für industrielle Anwendungen, wie zum Beispiel das hochpräzise Punktschweissen mit Lasern bis 5 kW Pulsleisung entwickelt worden. Er hat eine closed loop Bandbreite von typisch 700 Hz und über das ganze Scan-Feld eine maximale Stellzeit von weniger als 10 ms. Für eine nutzbare Spiegelfläche von (elliptisch) 30x40 mm2 ist das Totalvolumen des Scanners nur 30x40x50 mm3 und das Gewicht nur 90g. Die maximalen Ablenkwinkel sind ±3.5° was bei einer Brennweite von 100 mm ein Scan-Feld von ≈10x10 mm2 ergibt. Unter diesen Bedingungen kann mit einem Nd:YAG-Laser ein (beugungsbegrenzrer) Spot-Durchmesser von weniger als 10μm erreicht werden und eine Wiederholgenauigkeit von ungefähr 5μm.

Die Schleifbearbeitung ist häufig ein abschließender Bearbeitungsschritt, dessen Misserfolg zu hohen wirtschaftlichen Verlusten führt. Um im Vorfeld stabile Prozessparameter und optimale Schleifbahnen finden und den Bearbeitungsablauf simulativ testen zu können, werden Modelle benötigt, die die Zusammenhänge über physikalische Gesetzmäßigkeiten abbilden. In dieser Arbeit sind speziell für das Werkzeugschleifen charakteristische Eigenschaften systematisch untersucht und ein Gesamtmodell des Schleifprozesses aufgebaut worden. Die untersuchten Haupteinflüsse sind dabei die aufgrund der starken Geometrieänderung durch den Nutenschleifprozess zeitlich veränderlichen dynamischen Eigenschaften des Werkstücks und die Anregung durch die Rotation und Topographie der Schleifscheibe. Analysiert werden darüber hinaus der Materialabtrag und die Schleifkräfte in Abhängigkeit der Prozessparameter. Die Ergebnisse der Untersuchung dienen als Basis zum Aufbau effizienter, überwiegend auf physikalischen Gesetzmäßigkeiten beruhender Einzelmodelle. Mit dem gekoppelten Gesamtmodell lassen sich Schleifbearbeitungen an einseitig eingespannten und lang auskragenden Werkstücken hochdynamisch und bis zu einigen Minuten abbilden. Es können die Schleifkräfte sowie die Geometriefehler der geschliffenen Werkstücke aufgrund ihrer Durchsenkung berechnet und eine Abschätzung der Werkstücktemperatur durchgeführt werden. Darüber hinaus lässt sich das Schleifmodell zur Anpassung der Schleifbahn nutzen um die Geometriefehler zu reduzieren und die Effizienz der Bearbeitung zu steigern. Durch die physikalisch begründeten Modelle ist die systematische Untersuchung des Schleifens und der Wechselwirkungen möglich, wodurch das Verständnis des Schleifprozesses erweitert wird.:Inhaltsverzeichnis Formelverzeichnis VII Kurzfassung XI Abstract XII 1 Einleitung und Ziel der Arbeit 1 2 Stand desWissens und der Forschung 4 2.1 Modellvorstellung des Schleifprozesses 5 2.2 Schleifprozessmodelle 7 2.2.1 Kinematikmodelle 9 2.2.2 Schleifkraftmodelle 14 2.2.3 Temperaturmodelle 17 2.3 Prozessdynamik 19 2.3.1 Schwingungen 19 2.3.2 Rattererkennung im Zeitbereich 21 2.3.3 Rattererkennung im Frequenzbereich 22 3 Analyse und Modellierung der Systemstruktur 24 3.1 Charakterisierung der Dynamikeigenschaften des Werkstücks 26 3.2 Maschinentisch und Werkstückeinspannung 29 3.3 Modellierung der Werkstückstruktur 34 3.4 Parameterbestimmung für das Strukturmodell und Einflussanalyse 41 4 Analyse und Modellierung der Anregungsmechanismen 51 4.1 Dynamische Einflüsse beim Schleifen 51 4.2 Charakterisierung der Schleifscheibeneinflüsse auf die Werkstückdynamik 53 4.3 Modellierung der Schleifscheibentopographie 56 4.4 Schleifscheibenverschleiß 63 4.5 Implementierung des Schleifscheibenmodells im Gesamtmodell 67 5 Kontaktmodellierung und Prozesseinflussanalyse 69 5.1 Kontaktanalyse und Schleifkraftberechnung 69 5.2 Materialabtragsmodellierung 78 5.3 Prozesseinflussanalyse auf die Schleifkraft 83 5.3.1 Einfluss der Schleifscheibentopographie 84 5.3.2 Einfluss der Prozessparameter 89 5.4 Prozesseinflußanalyse auf die Werkstückgeometrie 93 5.4.1 Parametereinfluss auf die Werkstückgeometrie 93 5.4.2 Parametereinfluss auf die Rauheit der geschliffenen Werkstückoberfläche 95 6 Temperaturmodellierung 99 6.1 Grundmodelle bewegter Wärmequellen 99 6.2 Erweiterungen zur Abbildung von Schleifprozessen 102 7 Gesamtsimulation des Werkzeugschleifens 109 7.1 Einfluss der Simulationsmodule 112 7.2 Variation der Prozessparameter 115 7.3 Variation der Werkstückgeometrie 121 7.4 Variation des Werkstückquerschnitts 124 7.5 Kinematikvariation zur Verbesserung der Formhaltigkeit 129 8 Zusammenfassung 131 A Unterteilung der Fertigungsverfahren 135 B Mathematische Grundlagen 136 B.1 Herleitung der Ansatzfunktionen und Systemmatritzen 136 B.2 Partikuläre Lösung für Systeme mit Fremderregung 141 C Analytische Beschreibung der Kontaktfläche von Werkstücken mit Spiralnut 143 D Simulationsergebnisse 145 D.1 Simulationsergebnis des Längsnutenschleifens 145 D.2 Einfluss der Simulationsmodule 146 D.3 Variation der Prozessparameter 147 D.4 Variation der Werkstückgeometrie 149 D.5 Variation der auskragenden Werkstücklänge 150 D.6 Variation des Werkstückquerschnitts 151 Literatur As final machine processing mostly grinding is used so failure of this production step leads to high economic losses. To avoid instable process condition, to adapt the grinding wheel path, and to simulate grinding setups in advance, efficient and physically based models are need. In this work especially the tool grinding process is analysed and characteristically effects are investigated to build up an overall grinding model. The main effects are thereby the time variant dynamical properties of the workpiece due to strong geometry changes during the flute grinding process and the excitation due to the rotation and topography of the grinding wheel. Additionally analysis of the contact conditions and grinding forces in dependency of the predefined process parameters are carried out. Based on the results of these investigation efficient models are build up to represent the behaviour mostly by physical laws. With the coupled model, grinding processes of one-sided clamped and long cantilevering workpieces can be simulated high dynamically over several minutes. It is possible to predict grinding forces and geometry errors of the ground flute due to deformation of the workpiece. Additionally the temperature of the workpiece can be estimated. Furthermore the grinding wheel path can be adapted and tested to reduce geometrical errors and to increase the efficiency of the manufacturing process. With these physically based models systematically investigations of the grinding process and the interaction are possible. With this simulation the understanding of grinding can be enhanced which is important to adapt the manufacturing process.:Inhaltsverzeichnis Formelverzeichnis VII Kurzfassung XI Abstract XII 1 Einleitung und Ziel der Arbeit 1 2 Stand desWissens und der Forschung 4 2.1 Modellvorstellung des Schleifprozesses 5 2.2 Schleifprozessmodelle 7 2.2.1 Kinematikmodelle 9 2.2.2 Schleifkraftmodelle 14 2.2.3 Temperaturmodelle 17 2.3 Prozessdynamik 19 2.3.1 Schwingungen 19 2.3.2 Rattererkennung im Zeitbereich 21 2.3.3 Rattererkennung im Frequenzbereich 22 3 Analyse und Modellierung der Systemstruktur 24 3.1 Charakterisierung der Dynamikeigenschaften des Werkstücks 26 3.2 Maschinentisch und Werkstückeinspannung 29 3.3 Modellierung der Werkstückstruktur 34 3.4 Parameterbestimmung für das Strukturmodell und Einflussanalyse 41 4 Analyse und Modellierung der Anregungsmechanismen 51 4.1 Dynamische Einflüsse beim Schleifen 51 4.2 Charakterisierung der Schleifscheibeneinflüsse auf die Werkstückdynamik 53 4.3 Modellierung der Schleifscheibentopographie 56 4.4 Schleifscheibenverschleiß 63 4.5 Implementierung des Schleifscheibenmodells im Gesamtmodell 67 5 Kontaktmodellierung und Prozesseinflussanalyse 69 5.1 Kontaktanalyse und Schleifkraftberechnung 69 5.2 Materialabtragsmodellierung 78 5.3 Prozesseinflussanalyse auf die Schleifkraft 83 5.3.1 Einfluss der Schleifscheibentopographie 84 5.3.2 Einfluss der Prozessparameter 89 5.4 Prozesseinflußanalyse auf die Werkstückgeometrie 93 5.4.1 Parametereinfluss auf die Werkstückgeometrie 93 5.4.2 Parametereinfluss auf die Rauheit der geschliffenen Werkstückoberfläche 95 6 Temperaturmodellierung 99 6.1 Grundmodelle bewegter Wärmequellen 99 6.2 Erweiterungen zur Abbildung von Schleifprozessen 102 7 Gesamtsimulation des Werkzeugschleifens 109 7.1 Einfluss der Simulationsmodule 112 7.2 Variation der Prozessparameter 115 7.3 Variation der Werkstückgeometrie 121 7.4 Variation des Werkstückquerschnitts 124 7.5 Kinematikvariation zur Verbesserung der Formhaltigkeit 129 8 Zusammenfassung 131 A Unterteilung der Fertigungsverfahren 135 B Mathematische Grundlagen 136 B.1 Herleitung der Ansatzfunktionen und Systemmatritzen 136 B.2 Partikuläre Lösung für Systeme mit Fremderregung 141 C Analytische Beschreibung der Kontaktfläche von Werkstücken mit Spiralnut 143 D Simulationsergebnisse 145 D.1 Simulationsergebnis des Längsnutenschleifens 145 D.2 Einfluss der Simulationsmodule 146 D.3 Variation der Prozessparameter 147 D.4 Variation der Werkstückgeometrie 149 D.5 Variation der auskragenden Werkstücklänge 150 D.6 Variation des Werkstückquerschnitts 151 Literatur