Bohren und Bohrprozesse in der Werkstofftechnik

Bohren bezeichnet ein spanendes Fertigungsverfahren zur Herstellung oder Nachbearbeitung zylindrischer oder profilierter Bohrungen in festen Werkstoffen. In der Werkstofftechnik ist Bohren sowohl ein zentraler Prozess der Bauteilfertigung als auch ein wichtiges Mittel für werkstoffmechanische Charakterisierungsmethoden (z. B. Spannungsrelaxationsverfahren).

Konventionelle Bohrprozesse nutzen rotierende Bohrwerkzeuge mit definierten Schneiden. Wichtige Prozessparameter sind Schnittgeschwindigkeit, Vorschub, Werkzeuggeometrie und Kühlschmierstoffzufuhr. Diese Größen beeinflussen Spanbildung, thermomechanische Randzoneneinflüsse, Oberflächenintegrität, Maßhaltigkeit und Werkzeugverschleiß. Verfahren wie Tiefbohren und CNC-Bohrprozesse ermöglichen hochpräzise und tiefe Bohrungen mit engen Toleranzen und reproduzierbarer Qualität.

Neben dem mechanischen Bohren haben sich spezielle Verfahren etabliert: Laserbohren und Hochleistungslaser-Bohrung zur Erzeugung sehr kleiner oder komplexer Bohrungen, Mikrobohren für Bohrungsdurchmesser im Submillimeterbereich, Schlagbohrung für spröde, harte Werkstoffe sowie Fließ- bzw. Reibungsbohren, bei denen durch Reibungswärme lokales Umpformen statt spanender Abtragung dominiert.

In der Werkstoffcharakterisierung nutzt die inkrementelle Bohrlochmethode sequentielle Bohrungen geringer Tiefe zur Ermittlung von Eigenspannungen über die Spannungsrelaxation und zugehörige Dehnungsmessungen. Insgesamt ist Bohren ein kritischer Prozess, da thermische und mechanische Belastungen Mikrostruktur, Eigenspannungszustand und Lebensdauer von Bauteilen signifikant beeinflussen können.

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