Bohrbearbeitung von Werkstoffen der Flugzeugindustrie unter Aspekten des FOD-Free-Drillings

Abstract

Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung und Evaluierung einer Absaugvorrichtung zur rückstandslosen Entfernung von Spänen und Fremdkörpern während einer Bohrbearbeitung. Randbedingungen für die Entwicklung der Absaugung sind Anforderungen an die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Prozesses, wobei reduzierte Fremdkörper in Bauteilen (Entfernung von Bearbeitungsrückständen z.B.Metallspäne) und damit einhergehend reduzierte Fremdkörperschäden (FOD) sowie die präventive Vermeidung von fehlerhaften Bauteilen im Vordergrund stehen. Dazu werden anhand einer Ausgangskonstruktion diverse FEM-Analysen mit anschließender Optimierung der Vorrichtung in Bezug auf die Absauggeschwindigkeit und Anzahl der abzutransportierenden Späne durchgeführt.Zudem dienen praktische Versuche mit der gefertigten Absaugvorrichtung zum Nachweis der Funktionalität hinsichtlich der geforderten Zielsetzung. Letztlich wird durch die Darstellung von Weiterentwicklungsansätzen die Möglichkeit gegeben das Potential der Absaugung hinsichtlich Wirtschaftlichkeit und Effizienz weiter zu steigern und einen rechtfertigbaren Mehrwert zu bieten.

The goal of this work is the development and evaluation of an extraction device for residue-free removal of chips and foreign objects during drilling. Boundary conditions for the development of the extraction system are requirements for the safety and reliability of the process, whereby reduced foreign objects in components (removal of processing residues for example metal shavings) and accompanying reduced foreign object damage (FOD) as well as the preventive avoidance of faulty components are paramount. For this purpose, various FEM analyses with subsequent optimization of the device in relation to the extraction speed and the number of chips to be removed are carried out on the basis of an initial design of the extraction. In addition, practical tests with the manufactured extraction device serve to prove the functionality with regard to the required objective. Ultimately, the presentation of further development approaches provides the opportunity to further increase the potential of the extraction in economy and efficiency and to offer a justifiable added value.