Dank Hagen Klippel vom ETH-IWF durften wir uns intensiv mit Titanwerkstoffen beschäftigen. Sein Team forscht für einen Industriepartner an Zerspanungssimulationen, mit dem Schwerpunkt Titan.

Die Validierung dieser Zerspanungssimulationen erwies sich als besonders schwierig. Nicht nur die einzelnen Versuche wichen voneinander ab, auch das Simulationsmodell stimmte nicht zufriedenstellend mit den Messdaten überein.

Es wurde vermutet, dass die Anisotropie und Streuung von Titan eine Rolle spielen könnte. Die Zugversuche zeigten ebenfalls grosse Streuungen, waren aber zu ungenau, um aussagekräftige Schlüsse zu ziehen.

Um die Proben für Zerspanungsversuche verwenden zu können, musste der E-Modul richtungsabhängig und zerstörungsfrei gemessen werden. Hier konnten wir mit unserer EMATRUS-Technologie unterstützen und neben dem E-Modul auch den G-Modul messen.

Es konnten nicht nur Unterschiede von 6,3 % zwischen Walzrichtung und Querrichtung festgestellt werden, sondern es traten auch Abweichungen von bis zu 10 % zwischen den Proben in der jeweiligen Walzrichtung auf. Je nach Fall betrugen die Unterschiede mehr als 17%!

Mit den gemessenen Materialdaten konnte nicht nur eine zufriedenstellende Übereinstimmung zwischen Simulation und Messergebnissen erzielt werden, sondern auch eine einfache Lösung für die Prüfung der Proben vor Ort gefunden werden.