Werdegang:
2014-2016 Prorektor Forschung der Technischen Universität Dortmund
2011-2012 Dekan der Fakultät Maschinenbau, Technische Universität Dortmund
seit 2008 Alleiniger Leiter des Instituts für Spanende Fertigung, Technische Universität Dortmund
2007-2008 Gemeinsame Leitung des Instituts für Spanende Fertigung, Technische Universität Dortmund mit Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. K. Weinert
2006-2007 Bereichsleiter Fertigung, Vertrieb und Produktentwicklung (Executive Vice-President Production) bei der AVL - Dr. SCHRICK GmbH, Remscheid
1999-2006 Fertigungsleiter bei der AVL - Dr. SCHRICK GmbH, Remscheid
1998-1999 Geschäftsführer des von der DFG geförderten Transferbereiches „Bauteile aus metall-keramischen Verbundwerkstoffen“
1995-1999 Oberingenieur am Institut für Spanende Fertigung beim Institutsleiter Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. K. Weinert, Universität Dortmund
1993-1995 Leiter der Abteilung Zerspanung am Institut für Spanende Fertigung, Universität Dortmund
1989-1995 Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Spanende Fertigung, Universität Dortmund
Forschungsschwerpunkte:
Das Institut für Spanende Fertigung (ISF) unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Prof. h.c. Dirk Biermann beschäftigt sich in Forschung und Lehre mit allen relevanten Zerspanprozessen ebenso wie mit dem informationstechnischen Umfeld der Produktionstechnik. 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 Forschungsarbeiten 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 Durchführung von virtuellen Zerspanprozessen auf der Basis verschiedener Modellierungskonzepte sowie die Optimierung in der Fertigungstechnik stehen ebenfalls im Fokus der wissenschaftlichen Arbeiten.
Im Fokus der Forschung stehen wissenschaftliche Fragestellungen zur Entwicklung, Auslegung und Optimierung von Werkzeugen und Prozessen. Die Durchführung experimenteller Arbeiten mithilfe der umfangreichen maschinellen und messtechnischen Ausstattung des Institutes wird durch den Einsatz moderner Möglichkeiten der Modellierung und Simulation ergänzt. Das Leistungsspektrum umfasst neben dem Schwerpunkt der akademischen und industrienahen Grundlagenforschung auch Forschungs- und Entwicklungsdienstleistungen sowie die technologische Beratung. Zielsetzung ist die Erarbeitung von Lösungen für Herausforderungen aus der Produktionstechnik in Kooperation mit anderen Forschungseinrichtungen sowie Partnern aus der Industrie.
Bei der Entwicklung neuer Werkzeugkonzepte steht neben den innovativen Möglichkeiten der additiven Fertigung auch der Einsatz von Verbundwerkstoffen im Fokus. Schwerpunkte aktueller Analysen zur bauteil- und materialspezifischen Prozessauslegung bilden Sonderwerkstoffe wie Leichtbaumaterialien, Titan- und Nickelbasislegierungen, metallische Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde, gradierte Werkstoffe, faserverstärkte Kunststoffe, intermetallische Verbindungen sowie für die Zerspanung herausfordernde Stähle. Die Charakterisierung prozessbedingter Bauteilveränderungen in der Oberflächenrandzone, der Einsatz konventioneller Messtechnik zur Erfassung mechanischer und thermischer Wechselwirkungen sowie die prozess- und werkzeugspezifische Sensorintegration helfen dabei, das Prozessverständnis zu vertiefen und Wirkzusammenhänge zwischen Werkzeug, Werkstück und Kühlschmierstoffversorgung abzuleiten. Neben detailliertem Prozessverständnis und der Steigerung der Produktivität liegt der Fokus auch auf einer umweltgerechten und ressourcen- sowie energieeffizienten Gestaltung der spanenden Bearbeitungsoperationen.
Eng damit verknüpft entwickelt und untersucht das ISF innovative Kühlschmierkonzepte, die ein grundlegendes Verständnis der Wirkmechanismen von Kühlschmierstoffen voraussetzen. Dabei wird auch hier basierend auf experimentellen Untersuchungen daran geforscht, wie die Wirkweise von Kühlschmierstoffen in Modellumgebungen abgebildet werden kann. Die Themen Sensorintegration und berflächenfunktionalisierung gewinnen insbesondere in Zusammenhang mit der Beeinflussung der Oberflächenrandzone und somit der Lebensdauer von hochbelasteten Komponenten zunehmend an Bedeutung.
Das Einsatzgebiet selbst entwickelter Simulationssysteme besteht nicht nur in der Analyse von Fertigungsprozessen und gegebenenfalls der Anpassung von Prozessparameterwerten. Das Ziel der Entwicklungen besteht auch darin, die Simulation der Fertigungsprozesse bereits vor der eigentlichen Bearbeitung zur Prozessauslegung sowie zur Entwicklung von Werkzeugmaschinen und Spannvorrichtungen zu nutzen. Auch die Kopplung von Prozessmodellen mit Sensorik zur Prozessüberwachung und die Qualifizierung der Simulation für den Fabrikplanungsprozess stellen gerade im Zeitalter von Industrie 4.0 ein aktuelles Forschungsthema dar. Damit werden die Einsatzmöglichkeiten von Prozesssimulationen – von der detaillierten Analyse an der Werkzeugschneide über die Auslegung von Aufspanneinrichtungen und Maschinenkonzepten bis hin zur Fabrikplanung – in verschiedenen Grundlagenforschungsprojekten und industrienahen Kooperationen wesentlich erweitert.
Mitgliedschaften und Funktionen:
seit 2025: Gewähltes Mitglied der Gutachtergruppe 4.3 für den Bereich Wissenschaft der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF)
seit 2023: Mitglied im Council der Internationalen Akademie für Produktionstechnik (CIRP)
seit 2022: Mitglied der Nordrhein-Westfälischen Akademie der Wissenschaften und der Künste
seit 2019: Initiator und Gründungsmitglied der wissenschaftlichen Arbeitsgemeinschaft Zerspanung (AGZ)
seit 2019: Koordinator des DFG Schwerpunktprogramms 2231 „Effizientes Kühlen, Schmieren und Transportieren – Gekoppelte mechanische und fluid-dynamische Simulationsmethoden zur Realisierung effizienter Produktionsprozesse (FLUSIMPRO)“
2018 - 2022: Vorsitzender des wissenschaftlich-technischen Komitees für die spanende Fertigung der Internationalen Akademie für Produktionstechnik (CIRP)
2016 - 2023: Stellvertretender Vorsitzender des Kuratoriums des Max-Planck-Institutes für molekulare Physiologie
2016 - 2024: Vorsitzender des Kuratoriums der Forschungsgesellschaft für Arbeitsphysiologie und Arbeitsschutz e.V. (IfADo), Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft
2016 - 2024: Gewähltes Mitglied der Gutachtergruppe 4.3 für den Bereich Wissenschaft der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF)
seit 2016: Gewähltes Mitglied der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften – acatech
seit 2016: Fellow der Internationalen Akademie für Produktionstechnik (CIRP)
2016 - 2020: Sprecher des Fachkollegiums 401 „Produktionstechnik“ der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG)
2012 - 2020: Gewähltes Mitglied des Fachkollegiums 401 „Produktionstechnik“ der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG)
seit 2011: Mitglied des VDI-Fachausschusses „Präzisions- und Tiefbohrtechnik“
seit 2011: Mitglied des VDI-Fachausschusses „Schneidstoffanwendungen“
2010 - 2016: Koordinator des DFG Schwerpunktprogramms 1480 „Modellierung, Simulation und Kompensation von thermischen Bearbeitungseinflüssen für komplexe Zerspanprozesse (CuTSim)“
2009 - 2016: Associate Member der Internationalen Akademie für Produktionstechnik (CIRP)
seit 2008: Mitglied in der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Produktionstechnik (WGP)
Auszeichnungen und Ehrungen:
2019: Skaupy-Preis für herausragenden Leistungen auf dem Gebiet der Pulvermetallurgie (Fachverband Pulvermetallurgie)
1989: Studienpreis des Vereins Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken e.V. (VDW)
Ausgewählte Publikationen:
[1] Biermann, D., Bleicher, F., Heisel, U., Klocke, F., Möhring, H.-C., Shih, A.: Deep hole drilling. CIRP Annals 67 (2018) 2, S. 673-694
[2] Özkaya, E.; Iovkov, I.; Biermann, D.: Fluid structure interaction (FSI) modelling of deep hole twist drilling with internal cutting fluid supply. CIRP Annals, 68 (2019) 1, S. 81-84
[3] Iovkov, I.; Bücker, M.; Biermann, D.: A modified tool design for the drilling of high-performance aerospace material. CIRP Annals, 70 (2021) 1, S. 83-86
[4] Meijer, A. L.; Stangier, D.; Tillmann, W.; Biermann, D.: Induction of residual compressive stresses in the sub
surface by the adjustment of the micromilling process and the tool´s cutting edge. CIRP Annals 71 (2022) 1, S. 97-100
[5] Strodick, S.; Vogel, F.; Tilger, M.; Denstorf, M.; Kipp, M.; Baak, N.; Kukui, D.; Biermann, D.; Barrientos, M.; Walther, F.: Innovative X-ray diffraction and micromagnetic approaches for reliable residual stress assessment in deep rolled and microfinished AISI 4140 components. Journal of Materials Research and Technology, 20 (2022), S. 2942-2959
[6] Weng, J.; Saelzer, J.; Berger, S.; Zhuang, K.; Bagherzadeh, A.; Budak, E.; Biermann, D.: Analytical and experimental investigations of rake face temperature considering temperature-dependent thermal properties. Journal of Materials Processing Technology, 314 (2023), Article number 117905
[7] Zabel, A.; Saelzer, J.; Elgeti, S.; Alammari, A.; Berger, S.; Biermann, D.: Fundamental tribological effects in lubricated cutting processes. CIRP Annals (2023) DOI: 10.1016/j.cirp.2023.04.045
[8] Schönecker, R.I.E.; Baumann, J.; Garcia Carballo, R.; Biermann, D.: Fundamental Investigation of the Application Behavior and Stabilization Potential of Milling Tools with Structured Flank Faces on the Minor Cutting Edges. Journal of Manufacturing and Material Processing 8 (2024) 2, S. 174, DOI/10.3390/jmmp8040174
[9] Kipp, M.; Peters, J.; Platt, T.; Biermann, D.:Abrasive finishing of surface structures with diamond-coated foams. CIRP Annals - Manufacturing Technology, 73 (2024) 1, S. 261-261, DOI/10.1016/j.cirp.2024.04.033
[10] Wöste, F.; Platt, T.; Baumann, J.; Biermann, D.; Wiederkehr, P.: Towards a differentiated understanding of process damping and the introduction of process stiffening effects. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 204 (2025) 104233, DOI/10.1016/j.ijmachtools.2024.104233