Dynamisches Verhalten von Werkzeugaufnahmen

Die Hochschule Reutlingen hat eine vergleichende Untersuchung an Spannfuttern für Schaftfräser vorgenommen. Fazit: Die Steifigkeit einer Aufnahme hat einen stärkeren Einfluss auf das Schwingverhalten als das Dämpfungsvermögen. Das dynamische Verhalten von Werkzeugmaschinen besitzt entscheidenden Einfluss auf die Bearbeitungsergebnisse. Zusammen mit dem Eigenverhalten der Maschine und dem Werkstück ergibt dies die für die Bearbeitungsgenauigkeit entscheidende statische Steifigkeit und die dynamische Nachgiebigkeit. Im Folgenden wird das Zusammenspiel dieser Komponenten im System näher dargestellt

Optimierung der Dämpfung von Maschinenstrukturen

Werkzeugmaschinen sind im Bereich des Maschinen- und Anlagenbau die größte Branche, mit denen auch in Unternehmen anderer Bereiche (z. B. Automobilbau, Aerospace) wesentliche Teile der Bruttowertschöpfung stattfinden. (Destatis, 2022) Das dynamische Verhalten von Werkzeugmaschinen beeinflusst in entscheidendem Maße die Produktivität der Produktionsanlage und die Qualität der darauf erzeugten Werkstücke. Sowohl fremderregte Schwingungen (z. B. Unwucht, Pulsation, periodisch schwankende Prozesskräfte) als auch selbsterregte Schwingungen (z. B. Rattern) führen zu schlechter Qualität der gefertigten Bauteile. Das dynamische Verhalten vonWerkzeugmaschinen wird durch die Masse, Dämpfung und Steifigkeit der einzelnen Komponenten (z. B. Maschinenbett, Ständer, Schlitten) als auch der im Kraftfluss liegenden Fügestellen (z. B. Führungen, Antriebe) beeinflusst. In diesem Beitrag werden die Auswirkungen von konstruktiven Modifikationen der Dämpfung in Gestellbauteilen bezüglich des dynamischen Verhaltens an der Zerspanstelle näher beleuchtet

Energieeffiziente Gestaltung von Werkzeugmaschinen

Die Leistungsfähigkeit und Effizienz von Werkzeugmaschinen wird maßgeblich durch die optimale Gestaltung dieser beeinflusst...Dabei ist eine auf den Anwendungsfall hin optimierte Gestaltung erforderlich. Die Anforderungen werden durch die Bearbeitungsprozesse (z.B. Fräsen, Bohren), die Werkstückwerkstoffe (z.B. Aluminium, Gusseisen, Stahl) oder die Schneidstoffe (z.B. HSS, Hartmetall, CBN, PKD) maßgeblich beeinflusst. In den vergangenen Jahren wurde das Thema der Energieeffizienz immer stärker adressiert. Dabei ist immer das gesamte System der Prozesskette und der für die einzelnen Prozessschritte eingesetzten Anlagen zu betrachten

Postprocessing of powderbased additive manufacturing in plastic parts

Die additive Fertigung hat sich in den vergangenen Jahren wesentlich weiterentwickelt. Dabei wurde die Prozesstechnologie, Anlagen und die Werkstoffe optimiert. Für die industrielle Anwendung auch bei größeren Stückzahlen in der flexiblen Fertigung fehlen noch automatisierte Lösungen für die gesamte Prozesskette. In diesem Beitrag werden Werkzeuge und Technologie für die Reinigung interner Strukturelemente dargestellt.Essential developments have been realised in additive manufacturing in the last years. Process technology, equipment and materials have been optimized. Industrial application also with higher quantity of work pieces could be realised. Nevertheless automation of the complete process chain is not available. This article presents tools and technology for automated cleaning of internal design elements

Energetische Analyse von Produktionssystemen

Industrielle Produktionseinrichtungen haben mit rund 40% einen signifikanten Anteil am Gesamtenergiebedarf in Deutschland. Daher wurden und werden sie sowohl technologisch als auch energetisch optimiert. Häufig geht die technologisch­wirtschaftliche Optimierung auch mit der Reduzierung des Energie­ und Material­verbrauchs einher. Zudem macht der Ausbau der regenerativen Energiequellen die Energieerzeugung zunehmend volatiler, sodass nicht nur die Senkung des absoluten Energieverbrauchs, sondern auch eine höhere Flexibilität (Steuerung der Leistung über der Zeit) zunehmend interessanter wird. Dadurch ändert sich oft die installierte Leistung sowie die Gestaltung der Verlustleistungsabfuhr, was die Dimensionierung von Anlagen, zum Beispiel von spanenden Werkzeugmaschinen, beeinflusst

Postprozessing der pulverbettbasiserten additiven Fertigung bei Kunststoffbauteilen

Die additive Fertigung hat sich in den vergangenen Jahren wesentlich weiter entwickelt. Dabei wurde die Prozesstechnologie, Anlagen und die Werkstoffe optimiert. Für die industrielle Anwendung auch bei größeren Stückzahlen in der flexiblen Fertigung fehlen noch automatisierte Lösungen für die gesamte Prozesskette. In diesem Beitrag werden Werkzeuge und Technologie für die Reinigung interner Strukturelemente dargestellt.Essential developments have been realised in additive manufacturing in the last years. Process technology, equipment and materials have been optimized. Industrial application also with higher quantity of work pieces could be realized. Nevertheless automation of the complete process chain is not available. This article present tools and technology for automated cleaning of internal design elements

Intelligente Prozesse durch Integration von Daten in digitale Prozessketten

In dem Beitrag wurden exemplarisch Möglichkeiten aufgezeigt, die mittels der Verknüpfung unterschiedlicher Technologien zur Steigerung von Genauigkeit und Effizienz bei der Bearbeitung genutzt werden können. Dabei sind Kenntnisse aus unterschiedlichen Bereichen erforderlich. Dies sind sowohl Bearbeitungs- und Prozesstechnologie, die Konstruktion von Maschinen, Vorrichtungen und Werkzeugen, sowie Mess- und Steuerungstechnik. Daneben sind auch neue Geschäftsmodelle und Technologien für die Nutzung und Verfügbarmachung von Daten und Informationen erforderlich

Rattern nicht erwünscht

Wann beginnt ein System zu schwingen und wann bleibt es stabil? Prof. Dr. Paul Helmut Nebeling hat an der Hochschule Reutlingen das dynamische Verhalten von Werkzeugaufnahmen untersucht und dabei wichtige Anhaltspunkte gefunden

Vergleichende Untersuchung des Verschleissverhaltens von Schaftfräsern mit Unterschiedlichen Kühlschmierstoffen

Der Verschleiß von Werkzeugen bei der Zerspanung mit geometrisch definierter Schneide ist wesentliches Kriterium für die Qualität der bearbeiteten Werkstücke, die Zuverlässigkeit der Bearbeitungsprozesse sowie der Wirtschaftlichkeit. Die Wirtschaftlichkeit der Bearbeitung wird vor allem durch die Anzahl der mit einem Werkzeug zuverlässig bearbeitbaren Werkstücke beeinflusst. Die Standzeit / der Standweg der Werkzeuge sowie die einsetzbaren Technologieparameter sind von unterschiedlichen Faktoren abhängig. Dabei sind neben dem Werkzeug und deren Eingriffsbedingungen (z. B. axiale und radiale Zustellung) auch die Einflüsse seitens der Maschine (z. B. Steifigkeit, Eigenfrequenzen, Drehmoment), des Werkstückes (z. B. Werkstoff, Genauigkeiten) und des Bearbeitungsprozesses mit den dabei auftretenden Kräften, Drehmomenten, Drehzahlen und Vorschüben abhängig. Trotz verschiedener Bemühungen der vergangenen beiden Jahrzehnte zur Bearbeitung ohne Kühlschmierstoff oder mit Minimalmengenschmierung werden heute immer noch zahlreiche Bearbeitungsprozesse unter Einsatz von Kühlschmierstoff durchgeführt. Dadurch lassen sich aufgrund der geringeren thermischen Belastung von Werkzeug und Werkstück teilweise deutlich höhere Schnittbedingungen und/oder Standzeiten erzielen

Dynamisches Verhalten von Gestellwerkstoffen in Werkzeugmaschinen : vergleichende Untersuchung von Werkstoffen mit einheitlicher Probengeometrie

Das dynamische Verhalten von Werkzeugmaschinen ist für die Stabilität während der Bearbeitung sowie die Qualität der erzeugten Werkstücke von besonderer Bedeutung. Ein Einflussfaktor darauf ist die Dämpfung. Im Bereich der Maschinengestelle kommen seit langer Zeit unterschiedliche Materialien zum Einsatz. In diesem Fachbeitrag werden die Dämpfungskennwerte unterschiedlicher Gestellwerkstoffe an geometrisch gleichen Proben vergleichend gegenübergestellt. Als weitere Kenngröße wurde die Lage der (1. Biege-) Eigenfrequenz als Maß für die massebezogene dynamische Steifigkeit verwendet. Die Effekte beim Übergang von einfachen Bauteilen zu komplexen Strukturen runden den Fachartikel ab