Wirkmedienbasierte Schaftwerkzeuge zur mechanischen Bearbeitung harter Werkstoffverbunde

Projektlaufzeit:

04/2012 - 09/2014

Projektleitung (Fakultät):

Herr Prof. Dr. Michael Schneeweiß (Automobil- und Maschinenbau)

Auftraggeber:

AiF

Projekttyp:

Projekt des Forschungs- und Transferzentrums e.V. (FTZ e.V.)

Kontakt:

Herr Prof. Dr. Michael Schneeweiß

+49 (375) 536 1720
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Kooperationspartner:

ITW e. V. Chemnitz, GESAU WERKZEUGE FABRIKATIONS- und SERVICE GmbH, FTZ e. V.

Stichworte bzw. Deskriptoren:

Schichtverbundwerkstoffe, Sandwich, Leichtbauwerkstoffe, ultraschallunterstütztes Boh-ren

Situation

Die Zerspanung insbesondere das Bohren von Schicht-Verbundwerkstoffen ist nach wie vor mit enormen Problemen wie z. B. Delaminationen, Ausfransungen und Ausbrüchen verbunden. Eine verbesserte Bauteilqualität wird nur durch spezielle Spanungswerkzeuge in Verbindung mit neuen Technologien möglich sein. Im Rahmen eines AiF-Verbundprojektes (zwei Forschungseinrichtungen, ein Unternehmen) sollen neue Erkenntnisse gewonnen werden, um die Grundlagen für neuartige wirkmedienbasierte Schaftwerkzeuge speziell beim Bohren problembehafteter Schicht-Verbundwerkstoffe zu verbessern.

Aufgabe

Grundlage für die systematische Projektbearbeitung am FTZ an der WHZ bildet im ersten Schritt die Einführung eines Klassifizierungssystems für Schicht-Verbundwerkstoffe (Bildung von Werkstoffgruppen) und die nachfolgende Ableitung von Technologie- und Werkzeuganforderungen aus den dominierenden Werkstoffeigenschaften. In weiteren Schritten sollen dann die Technologievarianten "Schneidstoffverbund ohne Zusatzenergie" und "Schneidstoffverbund mit Energieeinkopplung" (z. B. ultraschallunterstütztes Bohren) in Verbindung mit konventionellen und insbesondere neuentwickelten Werkzeugtypen untersucht werden.

Ergebnis

Mit Projektstart wurde eine umfangreiche Iststandsanalyse zu Schicht-Verbundwerkstoffen, zu bereits bestehenden Bearbeitungsstrategien sowie zu Werkzeuglösungen durchgeführt. Es zeigte sich, dass derzeit kein Klassifizierungssystem für die spanende Bearbeitung dieser Werkstoffe vorhanden ist und Werkzeuglösungen nur für einzelne Schichtvarianten am Markt erhältlich sind. Daraufhin wurde ein neuartiges Klassifizierungssystem für Schicht-Verbundwerkstoffe entwickelt, derzeitig vorhandene Werkstoffe zugeordnet und Typenvertreter für Zerspanungstests ohne und mit Ultraschallunterstützung unter Einsatz konventioneller und neuer Werkzeuge ausgewählt. Nach Projektabschluss sollen werkstoffgruppenspezifisch verbesserte Bearbeitungstechnologien für Schicht-Verbundwerkstoffe zur Verfügung stehen.