Lebensdauerprognose von Mikroverzahnungen

Von der Armbanduhr bis zum Flugzeug: Filigrane Zahnräder sind entscheidende Elemente in vielfältigen Getrieben, da sie aktiv an der Übertragung von Drehbewegungen beteiligt sind. „Damit die Bauteile nicht schneller als erwartet ausfallen, müssen sie von besonders guter Qualität sein“, sagt Dr. Benjamin Häfner vom wbk Institut für Produktionstechnik. Um dies sicher zu stellen, hat der Oberingenieur in seiner Dissertation ein Modell entwickelt, das den Fertigungsprozess vor allem von qualitätskritischen Mikrozahnrädern optimieren kann: Es bildet den direkten Zusammenhang zwischen Abweichungen, die während der Fertigung auftreten, dem daraus resultierenden Einfluss auf die Funktionsfähigkeit und der Lebensdauer der Bauteile ab.

„Mit dem Modell können Produktionsprozesse von wichtigen Bauteilen effizienter gesteuert werden, um Kosten zu senken und eine höhere Qualität zu erzielen“, so Häfner. Die Ergebnisse können besonders bei der Produktion sehr kleiner Zahnräder genutzt werden, die eine sehr hohe Qualität haben müssen, wie etwa in der Medizintechnik bei Hand- oder Beinprothesen oder Dentalbohrern. Das Modell kann aber auch branchenübergreifend in der Automobilindustrie, Robotik oder Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt werden.

Für seine Dissertation „Lebensdauerprognose in Abhängigkeit der Fertigungsabweichungen bei Mikroverzahnungen“ zeichnete die Freudenberg & Co. KG Häfner im Dezember mit dem 2. Platz des Carl-Freudenberg-Preises aus. Das Technologieunternehmen würdigt mit dem Preis alle zwei Jahre die besten wissenschaftlichen Arbeiten mit naturwissenschaftlich-technischem Hintergrund am KIT. Er ist mit insgesamt 10.000 Euro dotiert.