Composite-Zerspanung IFW-Tagung: Bearbeiten von Verbundwerkstoffen

Autor / Redakteur: Philipp Esch / Peter Königsreuther

Am 21.10.2014 fand bereits zum vierten Mal in Folge die IFW Tagung „Bearbeitung von Verbundwerkstoffen – Spanende Bearbeitung von CFK“ des Instituts für Werkzeugmaschinen der Universität Stuttgart in Kooperation mit der Abteilung Leichtbautechnologien des Fraunhofer IPA aus Stuttgart statt.

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Alles was man bei der wirtschaftlichen Zerspanung und Bearbeitung von Composites wissen muss, vermittelte die vierte IFW-Tagung in Stuttgart allen Interessierten, wie der Kooperationspartner, das Fraunhofer IPA berichtet.
Alles was man bei der wirtschaftlichen Zerspanung und Bearbeitung von Composites wissen muss, vermittelte die vierte IFW-Tagung in Stuttgart allen Interessierten, wie der Kooperationspartner, das Fraunhofer IPA berichtet.
(Bild: IfW)

Das Symposium bot Vertretern und Interessierten wichtiger Anwenderbranchen, Herstellern von Werkzeugen und Maschinenperipherie angefangen von kleinen- und mittelständischen Betrieben bis hin zu OEMs sowie namhaften Forschungseinrichtungen einen idealen Rahmen zu angeregtem Austausch von Ideen und Erfahrungen. Die Tagungsthemen widmeten sich vor dem Hintergrund erhöhter Wirtschaftlichkeitsanforderungen den speziellen Herausforderungen bei der Bearbeitung von CFK Verbundwerkstoffen und adressierten hierbei die aktuellsten Trends und Entwicklungen.

Simulation bei CFK-Zerspanung ist gefragt

Herr Dr. Thomas Stehle vom IFW der Universität Stuttgart eröffnete einen gelungenen Vortragstag mit den Porträts der beiden ausrichtenden Institute IFW und ipa sowie einer umfassenden Darstellung der Besonderheiten bei der CFK Zerspanung und führte sodann das Publikum mit Charme und Verve durch das gesamte Programm. Die Kernkompetenzen der beiden genannten Forschungseinrichtungen liegen dabei auf der Zerspanungssimulation von Leichtbauwerkstoffen, der Entwicklung von Absaugstrategien und Absaugeinrichtungen, dem Einsatz von Kühlschmierstoffen sowie der Roboterzerspanung und werkstoffgerechten Auslegung von Betriebsmitteln. Innovative Forschungsvorhaben der jüngsten Vergangenheit umfassen hybride Bearbeitungsverfahren innerhalb derer ultraschallüberlagerte Zerspanprozesse entwickelt werden sowie die Untersuchung des Temperatureinflusses bei der Kryogenzerspanung.

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Wirtschaftliche Bearbeitung muss gewährleistet sein

Der Vortrag von Andreas Frank der Firma Hufschmied Zerspanungssysteme GmbH und Robert Bleckenlechner vom Fraunhofer IPA griff die ebenfalls vorgestellten spezifischen Herausforderungen in der Werkzeugentwicklung auf und stellte die Einflüsse verschiedenster Werkzeuggeometrien auf die Stackbearbeitung vor. Standzeitversuche und ausführliche Qualitätsanalysen zeigten die Optimierungspotenziale und mögliche Lösungswege innerhalb dieses Bereiches ausführlich auf.

Dr. Steffen Kress referierte danach über die Anwendungen dieser neuen Werkstofftechnologie innerhalb der Konzernsparte Voith Composite GmbH & Co. KG des VOITH Konzernes und gab wertvolle Einblicke in die vielschichtige Verwendung dieser Materialien und deren Herausforderungen bei der Bearbeitung aus Anwendersicht. Vor dem Hintergrund des Klein- und Großserieneinsatzes im Marktbereich der Industrie und der Automotive ergeben sich insbesondere hohe Anforderungen an wirtschaftliche und gleichzeitig hoch-qualitative Bearbeitungslösungen.

Prozesssichere Stackbearbeitung im Fokus

Der Betrachtung der Wirtschaftlichkeit widmete sich weiterführend Thomas Lanz im Rahmen seines Vortrages über die Erfassung und Absaugung von CFK Stäuben und Spänen. Die kostenanalytische Betrachtung von Filter- und Absauganlagen benannte wesentliche Kostentreiber zu deren Abstellung nachhaltige und ganzheitliche Energieoptimierungskonzepte aus dem Hause Rippert Anlagentechnik GmbH & Co. KG vorgestellt wurden.

Christian Gauggel vertrat die Firma Gühring KG und beleuchtete das Thema der Hochleistungswerkzeuge für die prozesssichere Bearbeitung von Stack-Strukturen. Neben innovativen, standzeitverlängernden Beschichtungen wurden mit speziell für die Stackbearbeitung ausgelegten und mit Spanbrechenden Eigenschaften versehene Werkzeuge vorgestellt. Durch eine weitere Überlagerung mit einer getakteten sinuswelligen Vorschubbewegung konnten ferner die Schnitt- und Vorschubkräfte reduziert und die Standzeit signifikant erhöht werden.

Greifen und Spannen von Compositeteilen

Die anschließende Mittagspause gab Gelegenheit zum intensiven Austausch aller Beteiligten und bot die Möglichkeit zur Besichtigung des Versuchsfeldes des IFW und IPA. Danach begann Dr. Harald Kuolt der J. Schmalz GmbH mit der Fortführung der Vorträge zum Thema Automatisierung in der FVK Prozesskette. Vor dem herausfordernden Hintergrund der Handhabung der empfindlichen Faserstrukturen insbesondere während der Drapierung konnten passende Greif- und Aufspannlösungen bis hin zu Ausblicktechnologien mittels elektrostatischer Greifsysteme benannt werden.

Andree Fees von HPM Technologies GmbH betrachtete den Einsatz der Minimalmengenschmierung und übertrug die innerhalb der Metall Zerspanung etablierten Verfahren gekonnt auf den Anwendungsbereich der Zerspanung von Faserverbundwerkstoffen.

CFK-Staub sicher entfernen

Andreas Gebhardt vom Fraunhofer IPA und Andre Schulte-Südhoff von der Firma Schuko H. Schulte-Südhoff GmbH behandelten daran anschließend das Thema der CFK Stäube im Hinblick auf spezifische Problemstellungen und Herausforderungen. Insbesondere die Gefährdungspotenziale durch CFK-Stäube wurden ausführlich adressiert und entsprechende wirksame Abstellmaßnahmen identifiziert. Die Fraunhofer eigene Entwicklung des Adexsys bietet hierzu einen Ansatz zur werkzeugnahen, energieeffizienten und adaptiv-sensorgesteuerten Absaugtechnologie.

Die werkzeugtechnologische Betrachtung ergänzte komplettierend Peter Büttler der Firma Komet Schweiz AG um die Lösungen für die CFK Zerspanung anhand industrieller Anwendungsfälle im Bereich des Gewinden, Bohren und Reibbearbeiten unter Anwendung innovativer Sondergeometrien oder nanokristalliner Diamantbeschichtungen. Erzielbare Vorteile waren hierbei in der Standzeitverlängerung, der verbesserten Qualität der Schnittkante und einem insbesondere für Stackbearbeitung positiverem Spanbruchverhalten geboten.

Neue Kreissäge bietet Vorteile in puncto Standzeit

Abschließend stellten Dr. Michael Magin von Ceratizit S.A. gemeinsam mit Dan Talpeanu vom IFW der Universität Stuttgart eine innovative Schneidenbeschichtung vor, welche sich durch ein differentielles Verschließverhalten und somit nachschärfenden Eigenschaften auszeichnet. Im Anwendungsfall des Kreissägens konnten damit signifikante Verbesserungen hinsichtlich der Standzeit und Qualitätsausprägung an der Bauteilkante realisiert werden.

Zusammenfassend kann die Veranstaltung als voller Erfolg für alle Beteiligten angesehen werden. Das Tagungsthema bot Forschern, Werkzeugherstellern, Anwendern und CFK-Interessierten gleichermaßen die Gelegenheit, sich umfassend über das Thema CFK und dessen Bearbeitung zu informieren. Zusätzlich stellten Unternehmen ihre Produkte und Dienstleistungen auf der tagungsbegleitend stattfindenden Fachausstellung vor, wodurch eine passende Rahmenatmosphäre zur Diskussion und dem Weitertragen der gehörten Problemstellungen aus den Vorträgen gegeben war. Die vollste Zufriedenheit aller Beteiligten und die durchweg positive Resonanz auf diese Veranstaltung lassen bereits jetzt alle Vorfreude auf die IFW-Tagung 2015 zu.

MM

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