Forschung am ISF

Das Institut für Spanende Fertigung (ISF) unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Dirk Biermann beschäftigt sich seit mehr als vier Jahrzehnten in Forschung und Lehre mit allen relevanten Zerspanprozessen ebenso wie mit dem informationstechnischen Umfeld der Zerspanung. Betrachtet werden die Verfahren Drehen, Bohren, Tiefbohren, Fräsen, Schleifen, Honen und Strahlen. Viele der genannten Prozesse werden am ISF im Hochgeschwindigkeits- (HSC) oder im Hochleistungsbereich (HPC) betrieben und innerhalb aktueller Forschungs-arbeiten ständig weiter qualifiziert. Darüber hinaus stellen die Mikrobearbeitung (beim Bohren, Tiefbohren und Fräsen) und die Trocken- bzw. die Minimalmengenbearbeitung zentrale Aspekte der Arbeiten am ISF dar. Die Durch-führung von virtuellen Zerspanprozessen auf der Basis verschiedener Modellierungskonzepte sowie die Optimierung in der Fertigungstechnik stehen eben-falls im Fokus der wissenschaftlichen Arbeiten. Das Spektrum der genannten Forschungsfelder reicht dabei von eher grundlagenorientierten, also z. B. im Rahmen von öffentlich geförderten Forschungsvorhaben durchgeführten, bis hin zu anwendungsbezogenen Projekten, die in direkter Kooperation mit Partnern aus der Industrie bearbeitet werden.

Die gewonnenen Erkenntnisse kommen der Allgemeinheit in Form von zahl-reichen schriftlichen Veröffentlichungen (ca. 60 in 2016), Konferenzbeiträgen sowie Auftritten auf Messen und anderen Veranstaltungen zugute bzw. werden Industriepartnern in bilateralen Projekten exklusiv zur Verfügung gestellt. Zur Durchführung der Arbeiten umfasst das Personal des Instituts zurzeit 30 wissenschaftliche und 7 technische Angestellte sowie etwa 40 studentische und wissenschaftliche Hilfskräfte. Diese hochqualifizierten Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter beschäftigen sich in kleinen Teams, entsprechend ihrer jeweiligen fachlichen Ausrichtung, vor allem aber interdisziplinär mit den entsprechenden Aufgabenstellungen. Die wissenschaftlichen Angestellten sind außerdem für die Akquise und die Dokumentation von Forschungsprojekten zuständig, während die technischen Angestellten des ISF vorrangig die Verfügbarkeit und den Einsatz der umfassenden Maschinen-, Messtechnik- und Computerausstattung des Institutes sicherstellen und die Servicebereiche Buchhaltung, Sekretariat und Bibliothek abdecken. Etwa 20 % der Personalkosten werden über Landesmittel finanziert, die restlichen über Drittmittel.

Die technische Ausstattung umfasst 15 moderne und sämtlich CNC-gesteuerte Werkzeugmaschinen bzw. Bearbeitungszentren, mit denen die o. g. spanenden Bearbeitungsprozesse auf höchstem Niveau durchgeführt werden können. Daneben steht dem ISF umfassende Messtechnik ebenso wie eine gut ausgebaute Grundausstattung an Rechnerinfrastruktur zur Verfügung. Entsprechende Räumlichkeiten und Labore erlauben die optimale Durchführung von Versuchen, aber auch von Veranstaltungen und Seminaren.

Das ISF
Die Aufbauorganisation umfasst die drei Forschungsabteilungen Zerspanung, Schleiftechnologie sowie Simulations- und Prozessentwicklung, vgl. Organigramm. Unterstützt werden die drei Abteilungen durch die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter umfassend ausgestatteter Messtechnik- und Elektroniklabore (inkl. Hard- und Software), einer Probenpräparation und in Bezug auf die betriebswirtschaftliche Abwicklung von Forschungsprojekten durch ein eigenes Controlling inkl. des Einkaufs.

Das ISF unterhält zahlreiche Kooperationen zu anderen Forschungseinrich-tungen und zu Partnern aus der Industrie. Für die Zusammenarbeit mit Unternehmen existieren reichhaltige Kooperationsmöglichkeiten:

  • Lösungen für Bearbeitungsprobleme
  • Entwicklung von Zerspanwerkzeugen
  • Zerspanung von Sonderwerkstoffen
  • Unterstützung bei der Einführung neuer Technologien
  • Prototypische Fertigung
  • Simulationen
  • Training
  • Seminare
Innerhalb der TU Dortmund bestehen enge Beziehungen zum Lehrstuhl für Werkstofftechnologie, zum Fachgebiet Werkstoffprüftechnik, zum Institut für Umformtechnik und Leichtbau, zu allen weiteren Lehrstühlen und Instituten des Dortmunder Maschinenbaus sowie zu verschiedenen Lehrstühlen der Informatik, der Statistik und der Mathematik. Die Kooperationen innerhalb der deutschen Forschungslandschaft pflegt das ISF speziell mit den innerhalb der WGP (Wissenschaftliche Gesellschaft für Produktionstechnik) organisierten fertigungstechnischen Instituten und Lehrstühlen sowie mit zahlreichen werkstoffkundlich orientierten universitären Forschungseinrichtungen und Fraunhofer-Instituten. Darüber hinaus ist das ISF innerhalb der Universitätsallianz Ruhr aktiv und hat dort enge Kooperationen mit Forschungseinrichtungen der beteiligten Universitäten Bochum und Duisburg Essen etabliert.

Der Institutsleiter ist außerdem Mitglied in der WGP, und auf dem Gebiet der spanenden Fertigung arbeitet das ISF in zahlreichen Arbeitskreisen und Normenausschüssen mit (DIN, VDI, FWF, DGM, FVA).

Prof. Biermann ist seit 2016 Fellow in der Internationalen Akademie für Produktionstechnik (CIRP). Direkte internationale Kontakte und Kooperationen bestehen u. a. zu den folgenden Hochschulen und Einrichtungen:

  • University College Dublin, Irland, Prof. G. Byrne
  • Georgia Institute of Technology, USA, George W. Woodruff School of Mechanical Engineering, Prof. S. Melkote.
  • University of North Carolina, USA, Charlotte, Department of Engineering & Engineering Science, Prof. M. Davies
  • University of British Columbia, Vancouver, Kanada, Department of Mechanical Engineering, Prof. Y. Altintas
  • Universität Miskolc, Ungarn, Lehrstuhl für Maschinenbautechnologie, Prof. Dr. I. Dudás
  • TU Wroclaw, Polen, Institut für Fertigungstechnik und Automatisierung, Prof. Dr.-Ing. J. Koch
  • Westböhmische Universität Pilsen, Tschechische Republik, Lehrstuhl für spanende Technologie, Dr. Jandečka
  • City University of Hongkong, Department of Manufacturing Engineering, Prof. K. V. Patri
  • University of Ljubljana, Slowenien, Faculty of Mechanical Engineering, Prof. Dr. E. Govekar
  • Tongji-Universität Shanghai, China, Chinesisch-Deutsches Hochschulkolleg, Prof. Dr.-Ing. W. Zhang
  • Cranfield University, GB, Manufacturing Department, PD Dr.-Ing. Dipl.-Inform. J. Mehnen
  • TU Wien, Institut für Fertigungstechnik und Hochleistungslasertechnik, Prof. Dr.-techn. Friedrich Bleicher
  • ARTS & METIERS | Campus of Cluny, Labomap Laboratory Prof. J. C. Outeiro, MEng, MSc, PhD
  • IK 4 Fundación Tekniker, Research Alliance, Spanien