Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPTForschungsprojekt »HGROka«
Produzierende Unternehmen in der Metallverarbeitung müssen rasch auf sich verändernde Rahmenbedingungen reagieren können – bei gleichzeitig geringen Fertigungskosten und einer hohen Bauteilqualität. Eine hohe Oberflächenqualität ist bei Spritzgießwerkzeugen oder bei Endprodukten mit optischen Eigenschaften von großer Bedeutung. Da solche Oberflächen nicht ausschließlich durch Fräs- oder Erodierprozesse erzeugt werden können, ist ein nachgelagerter Prozessschritt erforderlich: So werden zur Nachbearbeitung bisher in der Regel zeitintensive und kostspielige Fertigungsverfahren eingesetzt, beispielsweise das manuelle Polieren oder das maschinelle Oberflächenhämmern.
Mehr Flexibilität und niedrige Fertigungskosten
Das Ziel des Forschungsvorhabens »HGROka« ist ein Werkzeugkonzept zur Oberflächennachbearbeitung, das mehr Flexibilität bietet und geringere Fertigungskosten mit sich bringt.
Die Methode: Ein Werkzeug aus Hartmetall mit großem Schneidkantenradius wird auf das Werkstück gepresst. Durch den Drückprozess werden Rauheitsspitzen auf dem Werkstück eingeebnet und die Randzone verfestigt sich. Das Werkzeug kann automatisiert und ohne zusätzliche Maschinenaggregate in konventionellen 5-Achs-Bearbeitungszentren eingesetzt werden und ist daher kostengünstig in der Anwendung.
Auf Basis des beschriebenen Werkzeugkonzeptes entwickelte das Fraunhofer IPT gemeinsam mit den Partnern im Projekt HGROka einen nachgiebigen Werkzeughalter, der eine Zustellung unter Beibehaltung einer konstanten Kraft zwischen Werkzeug und Werkstück ermöglicht. Durch die konstante Kraft können gleichbleibende Oberflächeneigenschaften am Werkstück erzielt werden.
Ein weiteres Ziel des Forschungsvorhabens war es, den Verschleiß des Hartmetallwerkzeugs durch eine veränderte Werkzeugmikrogeometrie sowie eine gezielte Beschichtung des Werkzeugs zu verringern.
Die Optimierung dieses Werkzeugkonzepts trug dazu bei, das Drückverfahren zur Verbesserung der Oberflächenqualität in naher Zukunft für die industrielle Anwendung bereitzustellen.
Projektpartner
- CP autosport GmbH, Büren
- Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie, IPT, Aachen
- Innoclamp GmbH, Aachen
Assoziierte Partner
- CemeCon AG, Würselen
- Zecha Hartmetall-Werkzeugfabrikation GmbH, Königsbach-Stein
Projektförderer
Europäischer Fonds für regionale Entwicklung (EFRE), Förderkennzeichen: EFRE-0801244