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Innovative intelligente Werkstoffe für universelle Befestigungen

Bei der Fertigung von Werkstücken und Prototypen muss eingespannt und fixiert werden. Universaleinspannungen, mit denen alle Bauteile mit einer Kraft fixiert werden können, wie sie bei sämtlichen maschinellen Bearbeitungen erforderlich sind, haben entscheidende Bedeutung für die Wettbewerbsfähigkeit kleiner und mittlerer Unternehmen (KMU), für die kundenspezifische Einspannungen unerschwinglich sind.
Innovative intelligente Werkstoffe für universelle Befestigungen
In den letzten Jahren hat die konventionelle Fixierungstechnik erhebliche Fortschritte unternommen. Mit Temperaturanstiegen verbundene Verformungen sowie unzureichende erzielbare Klemmkräfte haben jedoch zu Lösungen geführt, die zwar flexibel und rekonfigurierbar, aber keineswegs universell sind.

Das Maffix-Projekt ("Completely flexible and reconfigurable fixturing of complex shaped workpieces with magnetorheological fluids") sollte hier supermoderne intelligente magnetorheologische (MR) Materialien zum Einsatz bringen, um innovative universelle Fixierungseinheiten herzustellen. Magnetorheologische Materialien ändern durch Anlegen eines Magnetfelds schnell und auf reversible Weise ihre Konsistenz und können sich so an die äußere Form eines Werkstücks anpassen, wodurch das Festklemmen erleichtert wird und die aufgebrachten Zerspanungskräfte unterstützt werden.

Die Forscher testeten die neu entwickelte MR-Fixierung unter realen Bearbeitungsbedingungen und konnten bestätigen, dass sie in der Lage ist, das Werkstück einzuspannen und der Kraft des zerspanenden Werkzeugs standzuhalten. Außerdem konnte aufgrund der ausgezeichneten Klemmfähigkeit des Spannsystems die Zerspanungskraft der Maschine erhöht werden, was in einer signifikanten Verringerung der Prozesszeit resultiert.

Die Projektergebnisse werden die Wettbewerbsfähigkeit der KMU-Partner unter den Einspannungsherstellern in bestehenden Märkten steigern sowie ihnen die Chance verschaffen, in neuen Anwendungsgebieten zu konkurrieren. KMU-Partner, die Einspannvorrichtungen für die Fertigung brauchen, werden außerdem eine Steigerung der Produktqualität feststellen können, gepaart mit einer drastischen Reduzierung der Endkosten der Werkstücke, und reduzierte Fertigungs- und Lieferzeiten werden der Schlüssel dazu sein. Die Universalfixierungseinheit hat überdies das Potenzial, deren Wettbewerbsfähigkeit in der Kleinserienproduktion kundenspezifischer Teile zu verbessern, die bisher nicht auf wirtschaftliche Weise durchführbar war.

So lieferte das Maffix-Projektteam ein tatsächlich universelles Einspannsystem auf Basis intelligenter magnetorheologischer Materialien ab, das die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen KMU des Fertigungssektors steigern wird, was wichtige Auswirkungen auf Arbeitsplätze und die Wirtschaft haben dürfte.

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