4. IfW-Tagung: Bearbeitung von Verbundwerkstoffen - Spanende Bearbeitung von CFK
21.10.2014
Tagung des Instituts für Werkzeugmaschinen (IfW) der Universität Stuttgart und des Fraunhofer IPA, Abteilung Leichtbautechnologien
Am 21.10.2014 fand bereits zum 4ten 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 statt. Das Symposium bot Vertretern und Interessierten wichtiger Anwenderbanchen, 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 Endbearbeitung von CFK Verbundwerkstoffen und adressierten hierbei die aktuellsten Trends und Entwicklungen. Dr. Stehle 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 Forschungseinrichten liegen dabei auf der Zerspanungssimulation von Leichtbauwerkstoffen, der Entwicklung von Absaugstrategien und Absaugvorrichtungen, 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. Der Vortrag von A. Frank der Firma Hufschmied und R. Beckenlechner des Fraunhofer IPA griff die ebenfalls vorgestellten spezifischen Herausforderungen in der Werkzeugentwicklung auf und stellte die Einflüsse verschiedenster Werkzeuggeometrien auf die Stack-Bearbeitung vor. Standzeitversuche und ausführliche Qualitätsanalysen zeigten die Optimierungspotenziale und mögliche Lösungswege innerhalb dieses Bereiches ausführlich auf.
Dr S. Kress referierte danach über die Anwendungen dieser neuen Werkstofftechnologie innerhalb 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.
Der Betrachtung der Wirtschaftlichkeit widmete sich weiterführend T. 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 vorgestellt wurden.
C. 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 Stack-Bearbeitung 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.
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. H. Kuolt 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.
A. Gebhardt und A. Schulte-Südhoff 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 Adexsys bietet hierzu einen Ansatz zur werkzeugnahen, energieeffizienten und adaptiv-sensorgesteuerten Absaugtechnologie, des Weiteren wurde ein innovativer Ansatz zur Späneerfassung bei der Bohrbearbeitung vorgestellt.
A. Fees von HPM Technologie betrachtete den Einsatz der Minimalmengenschmierung und übertrug die innerhalb der Metall-Zerspanung etablierten Verfahren gekonnt auf den Anwendungsbereich der Zerspanung von Faserverbundwerkstoffen.
Die werkzeugtechnologische Betrachtung komplettierte P. Büttler der Firma KOMET 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 die Stack-Bearbeitung positiverem Spanbruchverhalten geboten.
Abschließend stellte Dr M. Magin von Ceratizit gemeinsam mit D. Talpeanu vom IfW 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.