Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPTForschungsprojekt »EASITAP«
Derzeit wird das Hartdrehen meistenteils von kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) betrieben, um Funktionsflächen herzustellen. Die Werkzeuge sind jedoch nach einer gewissen Zeitdauer aufgrund der extremen Schneidkräfte und Temperaturen verschlissen und können nicht wiederverwendet werden. In diesen Fällen ist der Werkzeugwechsel kostenaufwendig und lange Rüstzeiten stehen an.
Wissenschaftler initiierten das EU-finanzierte Projekt EASITAP, um neuartige Komponenten im Sinne längerer Werkzeugstandzeiten und einer schnelleren Maschineneinrichtung zu entwickeln. Diese Komponenten wurden in ein neuartiges automatisiertes Produktionssystem eingefügt, das Hartdrehen, Prägepolier- und Polierverfahren zusammengeführt. So kann zuverlässiger hochpräzisionsgehärteter Stahl mit erheblich höherer Produktivität hergestellt werden.
Im Einzelnen entwickelten die Wissenschaftler eine Hochrotationspolierspindel, die komplexe Werkstücke zusammen mit einem Polierwerkzeugrevolverkopf zum schnellen automatischen Werkzeugwechsel polieren kann. Mittels einer optischen Messeinrichtung wird eine neue Werkzeugmaschine direkt kalibriert, wobei die Schneidkantengeometrie gemessen wird, um potenzielle Fehler mit der Drehmaschinensteuerung zu kompensieren. Darüber hinaus wird eine schnellere Werkzeugeinrichtung realisiert. Außerdem werden Werkzeugabweichungen in allen Achsen ausgeglichen, da eine automatisierte Y-Achse, die bislang fehlte, eine schnelle und zuverlässige Anpassung der Werkzeughöhe ermöglicht.
Das automatisierte System beinhaltet außerdem ein hartes Prägepolierwerkzeug mit Diamantspitzen. Die Wissenschaftler führten vor, dass das Prägepolieren ein leistungsfähiges Veredelungsverfahren für hartgedrehte Werkstücke ist und zu einer 80 %igen Verbesserung der Oberflächenrauhigkeit führt. Zum Abschluss setzten sie Sensoren zur Messung der Schallemission (durch eine physikalische Belastung erzeugte Schallwellen) und zur Überwachung von Oberflächenfehlern ein.
Das neuartige EASITAP-System wird den europäischen KMU den Rücken stärken, da diese Technologie die steigende Nachfrage nach immer besserer Produktqualität und Vielfalt bei geringeren Kosten erfüllen kann.
Projektpartner
- Armines
- Cerobear GmbH
- Direct-Line Ltd.
- Hembrug Machine Tools
- IMIX vision support systems B.V.
- Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT
- Mössner Diamantwerkzeuge GmbH
- SN-Spindeltechnik
- Torman Ltd. Sri.
- Werkzeugmaschinenlabor der RWTH Aachen WZL