Live-Präsentation eines Leichtbau-Schlittens für den Maschinenbau auf der Research& Technology
(ots) - Zu den wichtigsten Trends im Maschinenbau gehört
die Hochleistungsbearbeitung. Sie führt aufgrund neuer
Maschinenkonzepte, Komponenten und Schneidstoffe zu verbesserten
Zerspanungsleistungen, sodass Material schneller abgetragen werden
kann. Auf der Research & Technology im Rahmen der HANNOVER MESSE 2014
stellt das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) einen
innovativen Leichtbau-Schlitten beispielsweise für Werkzeugmaschinen
aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) vor.
"Als internationale Leitmesse für Forschung, Entwicklung und
Technologietransfer eignet sich die Research & Technology
hervorragend, um Innovationen für den Maschinen- und Anlagenbau zu
platzieren", sagt Marc Siemering, Geschäftsbereichsleiter bei der
Deutschen Messe AG. "Auf der HANNOVER MESSE treffen Forscher und
Entwickler auf starke Partner aus Wirtschaft und Politik und können
so den wichtigen Technologietransfer gemeinsam vorantreiben", ergänzt
Siemering.
Neue Maschinenkonzepte, Komponenten und Schneidstoffe erhöhen aber
auch die Produktivität. Zudem zeigt sich in der Klein- und
Mittelserienfertigung eine hohe Varianz bei den zu fertigenden
Werkstücken und Werkstückmassen. Dies erfordert Maschinen, die immer
mehr Anwendungssituationen beherrschen müssen, ohne dass die
Zerspanleistung dabei sinkt. Allerdings sind Werkzeugmaschinen
schwingfähige Systeme und weisen oft in der Nähe der Anregung durch
die Bearbeitung Eigenfrequenzen auf, die die Leistungsfähigkeit der
Maschinen erheblich einschränken.
"Das gilt insbesondere für Zerspan-Operationen wie das Fräsen",
erklärt Prof. Jürgen Fleischer vom Karlsruher Institut für
Technologie (KIT). Er leitet am wbk Institut für Produktionstechnik
den Bereich Maschinen, Anlagen und Prozessautomatisierung. Im
Ergebnis müssen entweder Spanungstiefe oder Vorschub reduziert
werden, was die Bearbeitungszeit verlängert und damit die Kosten
erhöht. Vor diesem Hintergrund hat Prof. Fleischer mit seinem Team
einen innovativen Leichtbau-Schlitten für Werkzeugmaschinen
entwickelt, der sich durch eine flexibel befüllbare Kammerbauweise
auszeichnet. Der Schlitten besteht aus kohlenstofffaserverstärktem
Kunststoff (CFK), ein Material, das sehr leicht und dennoch sehr
steif ist. Im Vergleich mit herkömmlichen Stahl- und Gusswerkstoffen
hat es ein deutlich besseres Verhältnis von Steifigkeit zu Dichte.
So ist es möglich, einen leichten Schlitten zu bauen, der
einerseits eine hohe Dynamik zulässt, andererseits durch Zufügen von
Masse in seinem Schwingungsverhalten veränderbar ist. Durch die
angepasste Befüllung der eingebauten Kammern mit einem Fluid lässt
sich seine Eigenfrequenz beeinflussen. "Die Maschine kann durch
Addition von Masse gezielt so verstimmt werden, dass mit maximaler
Zerspanleistung und optimaler Ausnutzung der Schneidstoffe im
geforderten Prozess gearbeitet werden kann", ergänzt Fleischer.
Bisher war eine Anpassung des dynamischen Verhaltens von
Bearbeitungsmaschinen nach der Montage mit erheblichen Eingriffen in
ihre Struktur verbunden, ebenso mit einem hohen Zeit- und
Kostenaufwand. Zudem sind derartige Maßnahmen oft auch nur auf
ausgewählte Eigenfrequenzen begrenzt, eine variable Einstellung ist
nicht möglich. Deshalb ist der neue Ansatz von umso größerer
Bedeutung - zwar nicht im Bereich von Standardteilen, sehr wohl aber
bei der Hochleistungszerspanung.
Live-Präsentation des Leichtbau-Schlittens auf der HANNOVER MESSE
Das innovative Konzept wird erstmals auf der Research & Technology
2014 (Halle 2, Stand C18) im Rahmen der HANNOVER MESSE präsentiert.
"Wir werden einen Versuchsstand mit dem CFK-Schlitten aufbauen und
die Funktion der Kammern live vorführen", verspricht Fleischer.
Zur Demonstration der dynamischen Eigenschaften auf dem Stand des
KIT wird zunächst Wasser eingesetzt, das schnell zu- und abgeführt
werden kann. Die Kammern des Versuchsträgers können unabhängig
voneinander befüllt und entleert werden. Dabei entspricht das Gewicht
der maximal füllbaren Wassermenge in etwa dem Gewicht des
CFK-Schlittens im ungefüllten Zustand. Dank der geringeren Dichte von
CFK sind somit das Gewichtsverhältnis und der Effekt der
Eigenfrequenzverstimmung größer als bei einem vergleichbaren Stahl-
oder Gussschlitten.
Am wbk Institut des KIT konnten in zahlreichen Versuchen die
Machbarkeit und das Potenzial des Ansatzes erfolgreich nachgewiesen
werden. In weiteren Forschungsarbeiten sollen bessere
Simulationsmodelle identifiziert, qualifiziert und quantifiziert
werden, um eine möglichst genaue Komponentenauslegung zu erreichen.
Parallel arbeiten die Karlsruher mit einem deutschen Maschinenbauer
bereits an der Umsetzung des Konzeptes.
"Wir gehen davon aus, dass entsprechende Komponenten in rund fünf
Jahren am Markt erhältlich sein werden", betont Fleischer. Das
Interesse - nicht nur auf der HANNOVER MESSE - dürfte dem Forscher
gewiss sein, gehört der Maschinenbau doch nach wie vor zu den Domänen
der deutschen Industrie, die in diesem Bereich immer wieder für
Innovationen sorgt.
HANNOVER MESSE - Get new technology first!
Die weltweit wichtigste Industriemesse wird vom 7. bis 11. April
2014 in Hannover ausgerichtet. Die HANNOVER MESSE 2014 vereint sieben
Leitmessen an einem Ort: Industrial Automation, Energy, MobiliTec,
Digital Factory, Industrial Supply, IndustrialGreenTec und Research &
Technology. Die zentralen Themen der HANNOVER MESSE 2014 sind
Industrieautomation und IT, Energie- und Umwelttechnologien,
Industrielle Zulieferung, Produktionstechnologien und
Dienstleistungen sowie Forschung und Entwicklung. Holland ist das
Partnerland der HANNOVER MESSE 2014.
Ansprechpartnerin für die Redaktion:
Silke Gathmann
Tel.: +49 511 89-31614
E-Mail: silke.gathmann(at)messe.de
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Datum: 13.02.2014 - 10:30 Uhr
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