Verbesserte Fertigung industrieller Bauteile

Die Herstellung von Industrieteilen beruht auf einer Reihe von Prozessen, einschließlich Fräsen, Bohren und Drehen. Drehen kann für geometrisch komplexe Teile wie Turbinenscheiben und Gehäuse, die auch oft mit zerspanbaren Materialien hergestellt werden, besonders kompliziert sein. Das Hinzufügen einer dritten (y) Rotationsachse zu den bereits vorhandenen translationalen x- und z-Achsen würde eine erhebliche Verringerung der Anzahl von Werkzeugen und Werkzeughaltern, die für die hergestellten Teile erforderlich sind, bedeuten. Dies würde auch eine bedeutende Verringerung der Verarbeitungszeit mit sich bringen, da Werkzeug und Werkzeughalter weniger ausgetauscht werden müssten.

EU-finanzierte Forscher des Projekts FLEXISTAT (Production flexibility and efficiency through simultaneous three axis turning) wollen hierfür eine Lösung bereitstellen. Die Technologie nutzt die zurzeit ungebrauchte Schwenkachse oder b-Achse in Drehzentren oder Fräszentren. Dies ist relevant für fast alle KMU-Werkstätten und wird an bestehenden Maschinen durchgeführt werden, was die Investitionskosten signifikant reduziert.

Innerhalb des ersten Berichtszeitraum definierte das Team die Demonstratorkomponenten sowie eine Fallstudie. Erstere wird die technischen Überlegungen durch die Produktion eines anspruchsvollen hochgenauen Stücks und einer Komponente für schwere Drehbearbeitungen bewerten. Die Fallstudie wird dazu dienen, die wirtschaftlichen Vorteile des Drei-Achsen-Drehens zu bewerten.

Die Forscher haben das CAM-Modul (Computer Aided Manufacturing) entworfen und mit der Codierung begonnen. Der erste Prototyp wird in Monat 16 erwartet. Umfangreiche Versuche lieferten Daten für die Entwicklung von Modellen des Bearbeitungssystems und -verfahrens, einschließlich Prozesskräfte, Werkzeugverschleiß und Oberflächenformung. Die Modelle werden für die Entwicklung der Regeln für das Design des Dreiachsen-Drehprozesses verwendet. Schließlich wurden Werkzeughalter und ein optisches Werkzeugmesssystem entwickelt und der Prototyp-Prüfstand ist fertig.

Die Ergebnisse von FLEXISTAT werden die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen KMU im Bearbeitungssektor deutlich steigern. Das Drei-Achsen-Drehen wird durch Veränderungen an den bestehenden Systemen zusammen mit einem CAM-Modul für kollisionsfreie Werkzeugbahnplanung und einem Produktionsoptimierungsmodul erreicht werden. Die Technologie wird den Werkzeugverbrauch minimieren und Abfall, Kosten und Zeit im Zusammenhang mit der industriellen Teilefertigung reduzieren und weitreichenden Auswirkungen auf KMU in der EU und die EU-Wirtschaft als Ganzes haben.