Hochglänzende Freiformflächen automatisch auf Stahlformen erzeugen

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Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Das CAM-Modul dient zur Programmierung der automatisierten Bahnführung für die Schleif-, Läpp- und Polierwerkzeuge – inklusive der geometrieabhängigen An- und Abfahrbewegungen und aller relevanter Bearbeitungsparameter. Während die Schleifbearbeitung über einen weniger komplexen Werkzeugweg in Form von Offsetkurven, Parallelbahnen oder Zickzackkurven realisiert werden kann, verlangen die Anforderungen der Texturfreiheit beim Läppen und Polieren eine komplexe Bahnplanung. Dazu werden Trochoiden und Zykloiden eingesetzt, die eine mehrfache Überlagerung von einzelnen Werkzeugbahnen und der daraus resultierenden Texturen auf der Oberfläche realisieren.

Anpassen der Bahnen an vorhandene Topographie

Die Schwierigkeit besteht darin, die geforderten Bahnen an die frei geformte Topographie einer Werkzeugoberfläche anzupassen. Dazu werden derzeit mathematische Algorithmen entwickelt, die automatisch nach Auswahl des zu bearbeitenden Flächenelements und der Art und Parametrisierung des Bahntyps die Bahnführung berechnen und als Datensatz bereitstellen.

Essenziell dabei ist, dass die vielfältigen, aufeinander aufbauenden Bearbeitungsschritte nicht separat, sondern als Kette betrachtet werden. Daraus entsteht eine Bearbeitungshistorie mit den jeweiligen Vorbearbeitungsschritten und deren Parametrisierung für die einzelnen Flächen, die im CAD/CAM-Modul hinterlegt ist.

Weitgehende Automatisierung rückt einen Schritt näher

Indem die drei unabdingbaren Elemente des automatisierten Fertigungssystems aus Polierspindel, CAD/CAM-Modul und Prozessstrategien zusammengeführt werden, lassen sich mit dem Gesamtsystem alle erdenklichen Feinbearbeitungsstrategien auf frei geformten Stahlwerkzeugen umsetzen. Das Ziel, dem manuellen Bearbeitungsschritt „Polieren von Freiformflächen“ bis zu 80% durch eine automatisierte Bearbeitung zu unterstützen, rückt so einen entscheidenden Schritt näher.

Dipl.-Ing. Richard Zunke leitet das Projekt Moldfinish am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie (IPT) in Aachen, Dipl.-Ing. Roland Tücks und Dipl.-Inf. Christoph Zymla sind innerhalb des Projekts zuständig für Polierspindel und Membranwerkzeuge, CAD/CAM-Kopplung und Softwaremodule.

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