Modern production systems have to allow high performance cutting processes in a flexible production system environment at a high level of accuracy. The final workpiece accuracy is mainly influenced by the thermo-elastic behavior of the machine tool and can be improved by additional measures, compensation strategies and an optimized machine design. These measures are often implemented as stand-alone solutions. According to the Industry 4.0 all information should be connected in a single model of the actual machine state to increase machining accuracy. It is therefore necessary to integrate upcoming smart fluid power systems into the machine network.

Die Forschungsarbeiten der 19 Teilprojektes des SFB/TR 96 verfolgen den Ansatz, spanende Werkzeugmaschinen zu Fertigungsqualität und Wirtschaftlichkeit unter den Bedingungen einer energieeffizienten Produktion durch konstruktive und steuerungstechnische Lösungen zu befähigen. Damit besteht das Ziel des SFB/TR 96 in der Lösung des Zielkonflikts von Energieeinsatz, Genauigkeit und Produktivität bei der spanenden Fertigung.

Modern production systems have to allow high performance cutting processes in a flexible production system environment at a high level of accuracy. The final workpiece accuracy is mainly influenced by the thermo-elastic behavior of the machine tool and can be improved by additional measures, compensation strategies and an optimized machine design. These measures are often implemented as stand-alone solutions. According to the Industry 4.0 all information should be connected in a single model of the actual machine state to increase machining accuracy. It is therefore necessary to integrate upcoming smart fluid power systems into the machine network.

Die Forschungsarbeiten der 19 Teilprojektes des SFB/TR 96 verfolgen den Ansatz, spanende Werkzeugmaschinen zu Fertigungsqualität und Wirtschaftlichkeit unter den Bedingungen einer energieeffizienten Produktion durch konstruktive und steuerungstechnische Lösungen zu befähigen. Damit besteht das Ziel des SFB/TR 96 in der Lösung des Zielkonflikts von Energieeinsatz, Genauigkeit und Produktivität bei der spanenden Fertigung.:Motivation und Überblick Christian Brecher (RWTH Aachen, Sprecher des SFB/TR 96) Erstellung und Abgleich eines strukturbasierten thermischen Modells der kugelgewindegetriebenen Vorschubachse eines Hexapoden Alexander Galant, Steffen Schroeder, Bernd Kauschinger (IWM TU Dresden) Michael Beitelschmidt (IFKM TU Dresden) Wärme im Zerspanungsprozess und ihre Wirkung im Werkzeug Matthias Putz, Gerhard Schmidt, Ulrich Semmler (IWU Chemnitz) Michael Bräunig (IWP TU Chemnitz) Fritz Klocke, Drazen Veselovac, Matthias Brockmann, Thorsten Augspurger, Patrick Mattfeld, Matthias Rasim, Christian Wrobel (Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren RWTH Aachen) Parameteridentifikation in thermo-elastischen Systemen Roland Herzog, Ilka Riedel (Professur für Numerische Mathematik (partielle Differentialgleichungen) TU Chemnitz) Bernd Kauschinger, Steffen Schroeder (IWM TU Dresden) Prognose von Verlustleistungen und Kontaktwärmeübergängen an Maschinenkomponenten Christian Brecher, Marcel Fey, Kolja Bakarinow, Stephan Neus (Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen RWTH Aachen) Reinhold Kneer, Yona Frekers (WSA RWTH Aachen) Berechnung von thermo-elastischen Deformationen in Werkzeugmaschinen – Vergleich numerischer Verfahren – Michael Beitelschmidt, Marian Partzsch (IFKM TU Dresden) Peter Benner, Norman Lang (MiIT TU Chemnitz) Andreas Naumann, Axel Voigt, Jörg Wensch (IWR TU Dresden) Analyse der Wärmeentstehung im Antrieb und Temperierung von Strukturen und Antrieben am Beispiel von Werkzeugmaschinen Stefan Winkler, Ralf Werner (EWA TU Chemnitz) Andre Bucht, Welf-Guntram Drossel (Fraunhofer IWU) Jürgen Weber, Juliane Weber (IFD TU Dresden) Immanuel Voigt (IWP TU Chemnitz) Experimenteller Vergleich kennfeld- und strukturmodellbasierter Korrektur Steffen Ihlenfeldt, Christian Naumann (Fraunhofer IWU) Xaver Thiem, Mirko Riedel, Bernd Kauschinger (IWM TU Dresden) Zeitabhängige Beschreibung volumetrischer thermo-elastischer Verlagerungen von Werkzeugmaschinen Christian Brecher, Marcel Fey, Matthias Wennemer (Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen RWTH Aachen) Messtechnisch basierte Ansätze zur Korrektur thermischer Verlagerungen Mirko Riedel, Jens Müller (IWM TU Dresden) Michel Klatte, Christian Wenzel (Fraunhofer IPT) Bewertung thermisch bedingter Verlagerungen mit Prüfwerkstücken Hajo Wiemer, Hubert Höfer (IWM TU Dresden)

Lösungen für die thermo-energetische Gestaltung von Werkzeugmaschinen zur Verminderung von thermisch bedingten Maßabweichungen in der spanenden Bearbeitung.:FE-basierte, thermo-elastische online-Simulation einer gesamten WZM. Strategien, Konzepte und Workflow M. Beitelschmidt (IFKM TU Dresden), A. Galant, B. Kauschinger (IWM TU Dresden) Simulation gekoppelter Baugruppen: Parallele Zeitintegrationsverfahren und Modellordnungsreduktion N. Lang, P. Benner (MIIT TU Chemnitz), A. Naumann, J. Wensch (IWR TU Dresden) Modellgestützte Potentialanalyse eines dezentralen Fluidsystems L. Shabi, J. Weber, J. Weber (IFD TU Dresden) Thermische Werkzeugmodellierung M. Putz, C. Oppermann (Fraunhofer IWU), M. Bräunig (IWP, TU Chemnitz) Vollkompensierte Werkzeugmaschinen - Vision und Wirklichkeit K. Wegener (IWF, ETH Zürich), J. Mayr, S. Weikert (Inspire AG, Zürich) Analyse von Wärmetransportvorgängen an Maschinenkontakten unter Berücksichtigung fluider Zwischenmedien Y. Frekers, K. Niemietz, R. Kneer (WSA, RWTH Aachen) Kennfeldbasierte Berücksichtigung der Umgebungsrandbedingungen für die Simulation des thermischen Verhaltens von Werkzeugmaschinen J. Glänzel, S. Ihlenfeldt, C. Naumann (Fraunhofer IWU) Analysen zur Wärmestromaufteilung im Zerspanprozess mit definierter und undefinierter Schneide F. Klocke, T. Augspurger, C. Wrobel, B. Döbbeler, P. (WZL, RWTH Aachen) Softwareunterstützung zur effizienten Parameterbestimmung für modulare Modelle B. Hensel, K. Kabitzsch (TIS, TU Dresden) Unsicherheiten bei der Beschreibung der reibungsbedingten Verlustleistungen von Lagern an Werkzeugmaschinen S. Schroeder, B. Kauschinger (IWM, TU Dresden) Optimale Sensorplatzierung zur Online-Zustands- und Parameter-Identifikation R. Herzog, I. Riedel (nm, TU Chemnitz) Experimentelle Analyse modellbasierter Korrekturverfahren für thermo-elastische Verformungen im Online-Einsatz an einer Demonstratormaschine C. Naumann, S. Ihlenfeldt (Fraunhofer IWU), R. Spierling, M. Wennemer, M. Fey, C. Brecher (WZL, RWTH Aachen), X. Thiem, M. Riedel, B. Kauschinger (IWM, TU Dresden) Funktionsprinzip der messtechnisch basierten Korrektur thermischer Verlagerungen am Versuchsträger MAX M. Riedel, J. Müller (IWM, TU Dresden), F. Tzanetos (Fraunhofer IPT) Thermische Modellierung von Lineardirektantrieben und aktive Steuerung der Wärmeströme unter Einsatz von Latentwärmespeichern I. Voigt, W.-G. Drossel (IWP, TU Chemnitz; S. Winkler, R. Werner (EWA TU Chemnitz), A. Bucht (Fraunhofer IWU) Methoden und Möglichkeiten von virtuellen Demonstratoren zur Gestaltung und Korrektur des thermoelastischen Verhaltens von Werkzeugmaschinen H. Wiemer, H. Höfer, S. Ihlenfeldt, J. Müller, X. Thiem, S. Schroeder, A. Galant, B. Kauschinger (IWM, TU Dresden)

Die Dresdner Werkzeugmaschinen-Fachseminare sind ein Forum zu ausgewählten Spezialthemen der Entwicklung und Nutzung von Werkzeugmaschinen. Das 16. WZM-Fachseminar berichtetet inhaltlich detailliert von aktuellen Arbeiten im Rahmen des DFG-Sonderforschungsbereiches "Thermo-Energetische Gestaltung von Werkzeugmaschinen" (SFB/TR 96) an den Standorten Dresden, Aachen und Chemnitz. Die Fachbeiträge berichten über experimentelle und modellgestützte Analyse von Wärmequellen und -übertragung in spanenden Werkzeugmaschinen sowie zu Lösungsansätzen zur Korrektur und Kompensation der thermo-elastischen Verlagerungen.

Die Dresdner Werkzeugmaschinen-Fachseminare sind ein Forum zu ausgewählten Spezialthemen der Entwicklung und Nutzung von Werkzeugmaschinen. Das 16. WZM-Fachseminar berichtetet inhaltlich detailliert von aktuellen Arbeiten im Rahmen des DFG-Sonderforschungsbereiches "Thermo-Energetische Gestaltung von Werkzeugmaschinen" (SFB/TR 96) an den Standorten Dresden, Aachen und Chemnitz. Die Fachbeiträge berichten über experimentelle und modellgestützte Analyse von Wärmequellen und -übertragung in spanenden Werkzeugmaschinen sowie zu Lösungsansätzen zur Korrektur und Kompensation der thermo-elastischen Verlagerungen.:H. P. Schossig DMG, Pfronten: Thermik-Forschung und die Umsetzung der Erkenntnisse in Maschinenkonzepten bei DMG K. Großmann Sprecher des DFG-SFB Transregio 96 IWM, TU Dresden: Thermo-Energetische Gestaltung von Werkzeugmaschinen F. Klocke; M. Brockmann WZL, RWTH Aachen, K. Großmann; Ch. Städel IWM, TU Dresden: Untersuchungen des Zerspanungsprozesses hinsichtlich auftretender Wärmeströme und Temperaturen R. Werner; St. Winkler EWA, TU Chemnitz, Ch. Brecher; D. Haber WZL, RWTH Aachen: Verlustleistungen in einer Vorschubachse und die daraus resultierende Temperaturverteilung R. Kneer; S. Vieler WSA, RWTH Aachen, K. Großmann; St. Schroeder IWM, TU Dresden: Messungen des Wärmeübergangs an Fugenkontakten von Werkzeugmaschinen J. Weber; Jul. Weber IFD, TU Dresden, G. Schmidt; U. Semmler Fraunhofer IWU, Chemnitz: Fluidische Kühlung von Motorspindeln und Werkzeugen W.-G. Drossel; St. Ihlenfeldt; C. Zwingenberger Fraunhofer IWU, Chemnitz, K. Großmann; St. Schroeder IWM, TU Dresden: Modellierung des Wärmeaustauschs Maschine-Umgebung A. Voigt; J. Wensch; A. Naumann IWR, TU Dresden: Defektkorrektur bei Mittelungsverfahren in der Zeitintegration des Temperaturverhaltens K. Großmann; A. Galant IWM, TU Dresden, M. Beitelschmidt; M. Partzsch IFKM, TU Dresden: Strukturveränderlichkeit in FEM und Blocksimulation bei der Berechnung von Temperaturfeldern K. Großmann; M. Merx IWM, TU Dresden: Thermografie und Nahbereichs-Fotogrammetrie zur Erfassung von Temperatur- u. Verlagerungsfeldern Ch. Brecher; M. Wennemer WZL, RWTH Aachen: Eigenschaftsmodellbasierter Ansatz zur Korrektur thermo-elastischer Verlagerungen K. Großmann; Ch. Städel IWM, TU Dresden: Simulative Erweiterung der Datenbasis zur korrelativen Korrektur thermo-elastischer Verlagerungen W.-G. Drossel; Ch. Ohsenbrügge Fraunhofer IWU, Chemnitz: Materialeffekte und Funktionsmechanismen zur Wärmefluss-Steuerung