F R A U N H O F E R - I n s T I T U T f ü r P r o d u k T I O N s t e c H N O l o g i e I P T KOMPLEXE FRÄSPROZESSE BEHERRSCHEN

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1 F R A U N H O F E R - I n s T I T U T f ü r P r o d u k T I O N s t e c H N O l o g i e I P T KOMPLEXE FRÄSPROZESSE BEHERRSCHEN

2 VON DER PROZESSENTWICKLUNG ÜBER DIE OPTIMIERUNG ZUM PROTOTYPENBAU Wachsender Wettbewerb und individuelle Ansprüche ihrer Kunden stellen Unternehmen bei der Fertigung von Prototypen vor hohe wirtschaftliche und technologische Herausforderungen: Funktions- und Strukturbauteile, die im Einsatz höchsten Belastungen unterliegen, müssen aus besonderen Materialien mit speziellen Anforderungsprofilen gefertigt werden. Zum Einsatz kommen solche Bauteile häufig in der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt, im Energiesektor und in der Medizintechnik. Zur Formgebung der neuen Hochleistungswerkstoffe eignet sich das simultane 5-Achs-Fräsen. Doch dafür ist eine ganzheitliche Prozessauslegung unabdingbar, denn konventionelle Prozessrouten lassen sich nicht einfach adaptieren. Die Prozesswechselwirkungen zwischen Werkstück, Werkzeug, Bahnführung und Maschine müssen ganzheitlich erfasst werden. Dazu dient eine methodische Vorgehensweise, die von den Grundlagen bis zum Einsatz von Analogieprozessen zur eindeutigen Definition der Zerspanparameter reicht. Die Parameter der Zerspanung gilt es wiederum in einer geometrieadaptiven und ressourcenschonenden Werkzeugführung zu berücksichtigen. Das Ergebnis ist eine kundenindividuelle, reproduzierbare und wirtschaftliche Prototypenfertigung. Vorteile der innovativen Prozessentwicklung Kürzere kritische Time-to-Market durch geringere Bearbeitungszeit bei der simultanen 5-achsigen Komplettbearbeitung Höhere ganzheitliche Wertschöpfung durch Wegfall bestehender, weniger produktiver Fertigungsverfahren Strategische Differenzierung vom Wettbewerb durch den Einsatz modernster Werkzeug-, Maschinen- und CAx- Technologien sowie Expertenwissen Unser Angebot Machbarkeitsstudien und Prozessdesign Ganzheitliche Prozesskettenerfassung und -optimierung Entwicklung sicherer, effizienter und kundenindividueller Prozessrouten Herstellung einbaufähiger Prototypen bis hin zu mittleren Losgrößen höchstbelastbarer Funktions- und Strukturkomponenten für unterschiedliche Anwendungsfelder Bearbeitung höchstfester, extrem harter und schwierig zu zerspanender Werkstoffe Effiziente Identifizierung fertigungstechnischer und wirtschaftlicher Prozessschwachstellen Unsere Besonderheiten Interdisziplinäres Expertenteam mit Erfahrung und Wissen aus der Forschung und dem Prototypenbau Systemverständnis für Prozessführung und -optimierung, Werkzeugtechnologie, Spanntechnik, Maschinenkinematik und NC-Datenqualität Anwendung neuester Prozesstechnologien in einem hochmodernen Maschinenpark mit hochpräziser Messtechnik Durchgängiger Einsatz neuester CAx-Technologien, Analyseund Auslegungssoftware

3

4 PROZESSSICHERE SIMULTANE 5-ACHS- KOMPLETTBEARBEITUNG Vorteile der intelligenten Werkzeugführung Kombination aus einfacher Programmierung und höchster Oberflächenqualität Hohe Genauigkeit und Reproduzierbarkeit des Bearbeitungsergebnisses Harmonische Bewegungsführung und optimale Erreichbarkeit durch prozesssichere Automation Exakte Definition der Restmaterialverteilung zwischen einzelnen Prozessschritten Konstante und homogene Abtragsituation durch adaptive Werkzeuganstellung relativ zur Flächenausrichtung Substitution ergänzender Nachbearbeitungsschritte durch die Fräsbearbeitung Netzbasierte Konvertierung von 3-Achs-Bahnen in eine 5-achsige Bewegungsführung Kundenindividuelle Systemauswahl, Bahnprogrammierung, Anwendung und Support Benchmarking unterschiedlicher Bearbeitungsstrategien Unsere Besonderheiten Einsatz modernster Softwaretools Implementierung intelligenter Bahngenerierung für individuelle Bearbeitungsaufgaben Anwendung und Validierung auf modernstem Maschinenpark Unser Angebot Eigenentwicklung innovativer Schrupp- und Schlichtstrategien (z.b. High-Feed-, Tauch- und trochoide Taumel- Fräsprozesse) Entwicklung weitestgehend CAD-flächenunabhängiger Algorithmen zur netzbasierten Fräsbahnerzeugung

5 AUSLEGUNG UND OPTIMIERUNG EFFIZIENTER BAHNPLANUNG UND WERKZEUGTECHNIK Vorteile der ganzheitlichen Bahnplanung Unsere Besonderheiten Robuste und präzise Werkzeugbewegung Entwicklung und Umsetzung innovativer Schrupp-, Vorschlicht- und Schlichtprozesse für die simultane 5-achsige Hartfräsbearbeitung Effiziente Werkzeugführung durch Einsatz geometrieadaptiver Werkzeuge mit hoher Flächenanschmiegung Geometrie-, dynamik- und werkzeugadaptive NC- Programmierung und Maschinenabstimmung Vermeidung prozesskritischer Maschinenbelastung Hohe Genauigkeit und Reproduzierbarkeit des Bearbeitungsergebnisses Einsatz kommerzieller und kundenindividueller CAx-Software Optimierung von NC-Daten mit der am Fraunhofer IPT entwickelten Software»NCProfiler«Schnelle Generierung und Implementierung kundenindividueller NC-Programme Erprobung und Validierung auf modernstem Maschinenpark Unser Angebot Geometrieadaptive Werkzeugentwicklung und -auslegung Ermittlung des thermomechanischen Belastungskollektivs durch Optimierung der Eingriffsbedingungen Kundenindividuelle Auslegung und Programmierung von Werkzeugbahnen Analyse und Optimierung von NC-Programmen Test und Validierung der generierten Programme Erschließung verborgener Potenziale in der Maschinendynamik

6 Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT Steinbachstraße Aachen Telefon Fax Ansprechpartner Hochleistungszerspanung Dipl.-Ing. Martin Witty Telefon Fax CAx-Technologien Dipl.-Ing. Dipl.-Inform. Lothar Glasmacher Telefon Fax

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