Durch eine Optimierung von Einzelprozessen bei der Herstellung von Zerspanwerkzeugen kann deren Leistungsfähigkeit gesteigert und somit die wirtschaftliche Position der Werkzeughersteller gestärkt werden. Hierbei gewinnen der Einsatz von Präparationsverfahren zur Behandlung von VHM-Werkzeugen (Vollhartmetallwerkzeugen) vor der Beschichtung, bei der Werkzeugherstellung und insbesondere die gezielte Anpassung der Schneidkantengestalt auf die vorliegende Bearbeitungsaufgabe zunehmend an Bedeutung. Die Vorteile dabei sind, dass eine Erhöhung der Kantenstabilität zu einer deutlich verbesserten Verschleißbeständigkeit der Schneidkanten führt. Außerdem kann die Güte der Beschichtung durch die Einbringung von Druckeigenspannungen und die Glättung der Schichtoberfläche verbessert werden.

Die bereits industriell angewandte Präparation unbeschichteter Werkzeuge geringer Komplexität erfolgt, aufgrund der mangelnden Flexibilität der bisher industriell verfügbaren Präparationsprozesse, jedoch größtenteils mit standardisierten Schneidkantenverrundungen und ohne gezielte Anpassung an das Werkzeug und an den Einsatzfall. Um das technologische und ökonomische Potenzial der Präparation von Zerspanwerkzeugen nutzen zu können, muss gewährleistet sein, dass eine wirtschaftliche Anwendung der Präparationsverfahren auf Basis einer effizienten Prozessgestaltung entlang der gesamten Herstellungskette möglich ist. Anlagen zur gezielten lokalen Präparation von Werkzeugen sind jedoch bisher nur an wenigen Forschungseinrichtungen vorhanden. Ihre Programmierung und insbesondere die Generierung der notwendigen Bewegungsbahnen der Handhabungseinrichtungen sind derzeit noch sehr aufwändig und werden deshalb in der Regel manuell durchgeführt. Aus diesem Grund sind diese Anlagen für einen industriellen Einsatz nur bedingt geeignet. Der Trend zu immer kleiner werdenden Losgrößen, bei steigender Variantenvielfalt, bis hin zu speziell für einen Anwendungsfall angefertigten Zerspanwerkzeugen, stellt dabei große Anforderungen an die Anlagentechnik und insbesondere auch an deren Programmierung. Eine flexible und wandelbare Nutzung von Produktionsanlagen und insbesondere deren schnelle und effiziente Umrüstbarkeit sind aber entscheidend für die Wirtschaftlichkeit des Prozesses der gezielten Präparation von Zerspanwerkzeugen.

Das Ziel dieses Projektes ist die Etablierung einer gezielten Schneidkantenpräparation an Zerspanwerkzeugen durch das robotergestützte Nassstrahlspanverfahren mit Abrasivmedium unter Verwendung eines automatisierten Ansatzes zur Bahngenerierung. Hierdurch soll die flexible zerspanprozessspezifische Abstimmung der Schneidkantengestalt komplexer Zerspanwerkzeuge auf den Zerspanprozess und die Integration dieses Präparationsprozesses in die industrielle Fertigungskette ermöglicht werden.

Um dieses Ziel zu erreichen, wird im Rahmen des Projektes folgende Vorgehensweise verfolgt: Auf der einen Seite soll eine Prozessdatenbasis erzeugt werden, die eine werkzeugspezifisch gezielte Präparation von Zerspanwerkzeugen ermöglicht. Das Anwendungsspektrum umfasst eine Auswahl typischer Zerspanwerkzeuge, darunter Bohrer, soll aber auch auf weitere Werkzeugtypen wie Fräs- und Gewindewerkzeuge ausgelegt werden können. Hierdurch soll gewährleistet sein eine funktionsorientierte Mikrogestaltung aller Zerspanwerkzeugtypen mit geometrisch bestimmter Schneide zu realisieren. Auf der anderen Seite muss der Prozess des Nassstrahlspanens bei der Herstellung von Zerspanwerkzeugen wirtschaftlich einsetzbar sein. Deshalb ist es eine weitere Hauptaufgabe des Projektes, eine dazu geeignete Anlagenkonfiguration inklusive einer Methodik zur CAD-Daten-basierten Anlagenprogrammierung, unter Verwendung einer automatisierten Bahngenerierung auf Grundlage ermittelter Prozesseinflussgrößen, zu entwickeln.

ISF, TU Dortmund

carat robotic innovation GmbH

Das ZIM-Vorhaben AutoEdge wird über die AiF im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) vom Bundesministerium für Wirtschaft (BMWi) und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)

Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)

Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke" e. V. (AiF)