Laserunterstütztes Fräsen reduziert die Prozesskräfte

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iwb Institut für Werkzeugmasch. und Betriebswissenschaft der TU München

Auf diese Weise wird ein Großteil der eingebrachten Wärme direkt über den Span wieder abgeführt.

Das so bestimmte Prozessfenster aus Laser- und Fräsparametern wurde anschließend im laserunterstützten Prozess angewandt.

Maxima der Prozesskräfte konnten um 20% vermindert werden

Mittels eines 3-Komponenten-Dynamometers wurden die Prozesskräfte im konventionellen und laserunterstützten Prozess gemessen. Bild 4 zeigt beispielhaft einen gemessenen Verlauf der Prozesskraft orthogonal zur Vorschubrichtung (X-Richtung) während eines konventionellen und eines laserunterstützten Fräsprozesses bei a_e = d_c/2 im Gleichlauf.

Es konnte eine deutliche Reduzierung der Kraftmaxima durch die Laserunterstützung festgestellt werden. Mittels einer Gefügeanalyse wurde die thermische Beeinflussung des Bauteils untersucht.

Ohne Beeinflussung des Werkstoffgefüges des fertigen Bauteils wurden durch den laserunterstützten Prozess im Vergleich zum konventionellen Prozess die Maxima der Prozesskräfte um 20% reduziert beziehungsweise bei gleichbleibenden maximalen Prozesskräften das Zeitspanvolumen um 35% erhöht.

Entwicklung einer CAD/CAM-Kopplung zur steuerungstechnischen Integration im Visier

Bis zum Abschluss dieses Forschungsprojekts soll ein nachrüstbares Lasermodul mit Wirkstellennachführung zur Integration in eine herkömmliche Fräsmaschine prototypisch entwickelt werden. Weitere Grundlagenuntersuchungen und ein validiertes Simulationsmodell des laserunterstützten Fräsprozesses bilden die Grundlage zur Entwicklung einer CAD/CAM-Kopplung zur steuerungstechnischen Integration.

* Prof. Dr.-Ing. Michael F. Zäh ist Leiter des Instituts für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der Technischen Universität München; Dipl.-Ing. Matthias Baur und Robert Wiedenmann sind wissenschaftliche Mitarbeiter am Institut.

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