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Grey-box model–integrating tribology descriptor for tool wear prediction in milling

Jamali, Amirmohammad 1; Kashyap, Amod 2; Rümenapf, Finn; Dias, Nelson Filipe Lopes; Tillmann, Wolfgang; Schneider, Johannes ORCID iD icon 2; Stüber, Michael 3; Schulze, Volker, (1) 1
1 Institut für Produktionstechnik (WBK), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Angewandte Materialien – Zuverlässigkeit und Mikrostruktur (IAM-ZM), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
3 Institut für Angewandte Materialien – Angewandte Werkstoffphysik (IAM-AWP), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

Tool wear prediction in milling often relies on extensive experiments or data-driven models, limiting efficiency and interpretability. This study introduces a process–tribology descriptor linking a coating-specific tribological wear parameter from model tests to time-dependent tool wear. A coating-specific wear rate is embedded within a structured wear formulation to describe coating-dependent behavior across machining conditions. A physics-informed grey-box model further incorporates machining parameters and thermo-mechanical effects, enhancing predictive robustness. The approach preserves the relative wear ranking of coatings and enables efficient, transferable, and physically interpretable tool wear modeling within the tested machining parameter range.


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000192965
Veröffentlicht am 06.05.2026
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1016/j.cirp.2026.04.087
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Angewandte Materialien – Angewandte Werkstoffphysik (IAM-AWP)
Institut für Produktionstechnik (WBK)
Institut für Angewandte Materialien – Zuverlässigkeit und Mikrostruktur (IAM-ZM)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsmonat/-jahr 04.2026
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 0007-8506, 1660-2773, 1726-0604
KITopen-ID: 1000192965
Erschienen in CIRP Annals
Verlag Elsevier
Seiten 1
Externe Relationen Siehe auch
Schlagwörter Tool wear, Tribology model testing, Grey-box framework, Coated cutting tools
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