Werkzeuge Leistungsstarker und energiesparender VHM-Schaftfräser macht den ersten Platz

Auf dem 24. Innovationstag hat das Fraunhofer-IPA am 9. Dezember vier Forscherteams mit dem Hans-Jürgen Warnecke Innovationspreis ausgezeichnet. Den ersten Platz sicherte sich ein Schaftfräser mit einer Schneidegeometrie, die weniger Energie verbraucht und zugleich mehr Leistung bringt.

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Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Der Vollhartmetall (VHM)-Schaftfräser ist der Star unter den Fräswerkzeugen: Studien zufolge beträgt der Einsatzanteil bei KMU in der spanenden Metallbearbeitung bis zu 80 %. Dem Fraunhofer-IPA ist es gelungen, das allseits beliebte Werkzeug weiter zu optimieren. Ausgestattet mit einer innovativen Schneidengeometrie erbringt der neue VHM-Schaftfräser 25 % mehr Leistung und kommt dabei mit 17 % weniger Energie aus.

Seine große Beliebtheit verdankt der VHM-Schaftfräser seinen vorteilhaften Eigenschaften. Da er universell einsetzbar, robust und hitzebeständig ist, eignet er sich für extrem schwer zu bearbeitende Metalle wie Edelstahl oder hochlegierte Stähle. Sein hohes Marktpotenzial wollen die Wissenschaftler der Fraunhofer-Projektgruppe Regenerative Produktion in Bayreuth weiter ausschöpfen.

Zunächst haben die Experten analysiert, welche Kräfte bei den alltäglichen Fräsaufgaben auf das Werkzeug einwirken. In Simulationen und experimentellen Untersuchungen wurde daraufhin die optimale Schneidengeometrie entwickelt. „Die Analysen haben ergeben, dass eine dreidimensionale Geometrie mit differenziellem Drallwinkel und speziell konditionierten Schneidkanten die Effizienz deutlich steigert“, sagt Projektleiter Dr. Hans-Henrik Westermann.

Optimierter VHM-Schaftfräser zum Patent angemeldet

Anschließende Tests im Labor und umfangreiche Erprobungen in der Praxis bestätigten den Erfolg der innovativen Schneidengeometrie. Der neue VHM-Schaftfräser kommt gegenüber herkömmlichen Varianten mit 17 % weniger Energie aus. Die Schnittgeschwindigkeit konnten die IPA-Wissenschaftler im Mittel um 10 %, die Vorschubgeschwindigkeit sogar um 25 % steigern. Gleichzeitig konnte die Verschleißfestigkeit des Werkzeugs deutlich verbessert werden. Der VHM-Schaftfräser wurde bereits zum Patent angemeldet. Mittlerweile vertreibt ihn die international renommierte WNT-Gruppe innerhalb ihrer Vertriebsorganisation in 19 Ländern unter dem Markennamen S-Cut und bietet gemeinsam mit ihrem Systempartner, der Firma Maier GmbH aus Oberschneiding, den neu entwickelten VHM-Schaftfräser mit großem Erfolg in über 100 verschiedenen Ausführungen in ihrem Produktkatalog und auf Messen an.

2. Preis: Neues Kamerasystem zeigt Tumore farbig an

Der 2. Preis ging an ein neues Kamerasystem, das Tumore farbig anzeigt. Tumore zu entfernen, ist für Chirurgen ein besonders schwieriges Unterfangen. Denn die betroffenen Stellen sind vom gesunden Gewebe kaum zu unterscheiden. Das Fraunhofer-IPA hat ein Kamerasystem entwickelt, das Fluoreszenz oder Farbe detektiert. Auf diese Weise kann der Chirurg die angefärbten Tumore besser sehen und gezielter behandeln.

Erster 3. Preis: Zerstörungsfrei reale Leitungsstrukturen charakterisieren

Elektronische Geräte müssen heute immer größere Datenmengen in gleichzeitig immer kleineren und kompakteren elektrischen Strukturen übertragen. Deshalb wird mit aufwendigen Messverfahren das Übertragungsverhalten der Schaltungen und Baugruppen gemessen. Mit einem neuartigen Verfahren zur berührungslosen und breitbandigen Bestimmung von elektrischen Parametern auf Basis der röntgenbasierten Computertomographie (CT) ist es Wissenschaftlern des Fraunhofer-IPA und des IPVS der Universität Stuttgart gelungen, das Verhalten mit den tatsächlichen Bauteilstrukturen zu simulieren und die Qualitätsanalyse deutlich zu verbessern.

Zweiter 3. Preis: Zellsortierungs- und Handhabungssystem

Für die Diagnose und Therapie vieler Krankheiten, aber vor allem auch für die Produktion vieler Medikamente sind die Isolierung und Handhabung von Einzelzellen wichtige Werkzeuge. Ein schnelles effizientes Zellsortierungs- und Handhabungssystem des Fraunhofer-IPA kann Kosten und Zeit in der Entwicklung und Produktion von neuen Arzneimitteln drastisch verringern.

Neben Prof. Thomas Bauernhansl, Institutsleiter des Fraunhofer-IPA, saßen Dr. Norbert Leopold von der HWP Planungsgesellschaft, Dr. Wolfgang Rauh von der VITA Zahnfabrik H. Rauter und Dr. Jochen Schließer von Festo in der Jury. Die Veranstaltung moderierten die IPA-Mitarbeiter Christoph Schaeffer, Leiter Innovationsmanagement, und Dr. Günter Hörcher, Leiter Forschungsstrategie.

Die 1993 erstmals ausgelobten Preise werden seit 2012 unter dem Namen und der Schirmherrschaft von Hans-Jürgen Warnecke, ehemaliger Fraunhofer-Präsident und IPA-Institutsleiter a. D., verliehen. Wie jedes Jahr waren alle wissenschaftlichen Mitarbeiter des Fraunhofer-IPA wie auch der universitären Schwesterninstitute IFF und EEP dazu eingeladen, ihre Entwicklungen einzureichen. Im Vorfeld wurden sieben Bewerbungen zur Preisverleihung nominiert, die die Entwicklerteams beim Innovationstag vorstellten. Anschließend gaben die Preisrichter ihre Entscheidung bekannt. Ausschlaggebend für die Beurteilung waren Kriterien wie Kreativität, Kundennutzen und methodisch-wissenschaftlicher Ansatz.

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