Neue Fortschritte im Bereich der Verarbeitung von Leichtbauteilen
Die maschinelle Fertigung von leichten und dünnwändigen Komponenten mit einer geringeren Steifigkeit als vergleichbare, aus konventionellem Material bestehende Teile, stellt eine große technische Herausforderung dar. Schwingungsquellen und -erregungen während der maschinellen Bearbeitung können an Werkstücken zu Oberflächendefekten führen. Schlechte Oberflächenbehandlungen können eine manuelle Politur der Teile notwendig machen. Das EU-finanzierte Projekt DYNAMILL (Dynamic manufacturing of thin-walled work pieces by milling process) zielt darauf ab, diese Schwierigkeiten zu überwinden. Das Projekt zielte ebenfalls über die Verbesserung von Klemmvorrichtungen und Dämpfungsinstrumenten auf eine Reduzierung von Schwingungen, Verschiebungen und Verformungen von Werkstücken während des Fräsens ab. Das Endergebnis ist eine neue Technologieplattform, die eine komplette Prozessplanung, neue adaptive Spannvorrichtungen und verbesserte Schneidebedingungen bietet. Die Prozesssteuerung war auf eine starke Dämpfung und eine niedrige Erregung bezüglich der Schwingung von Werkstücken konzentriert. Die Planung wurde wiederum maßgeblich durch innovative Softwaretools unterstützt. Dies beinhaltete Modelle gemäß der Finite-Elemente-Methode für dynamische Simulationen der Oszillation sowie eine computergestützte Fertigung. Es wurden fünf Demonstrationsabläufe durchgeführt, welche die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten der Plattform offenbarten. Der Energiesektor soll von einer verbesserten Herstellung von großen und mittelgroßen Turbinenschaufeln profitieren, die aus einer Stahllegierung bestehen. Es wurden kleine Turbinenschaufeln aus Titan für Flugzeuge hergestellt. Außerdem wurde eine Satellitenkomponente, eine Knieknochenprothese sowie ein Druckmaschinenteil erfolgreich herstellt. Es wird damit gerechnet, dass die DYNAMILL-Plattform für die Steuerung fortschrittlicher Mehrachsen-Fräsmaschinenvorgänge bei leichten, dünnwändigen Bauteilen umfassende Auswirkungen auf zahlreiche Industrien haben wird, die wichtig für die europäische Wirtschaft sind. Basierend auf den Ergebnissen der Projektdemonstrationen lässt sich sagen: Das System senkt bei einer erhöhten Effizienz und Präzision Fertigungskosten und -zeit um etwa 15 % und steigert die Verfahrensstabilität um etwa 30 %. Stromverbrauch, Druckluft und Kühlmittel werden um 30 % verringert und der Verbrauch von Rohmaterial wird um 20 % gesenkt.
Schlüsselbegriffe
Leichtbauteile, Maschinenbau, dünnwändig, DYNAMILL, Werkstücke, Fräsen
