Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Orbitalbohren: Wie ein Satellit Luftfahrtwerkstoffe bearbeiten

14.04.2005


Bei der Orbitalbearbeitung taucht das Fräswerkzeug spiralförmig auf einer Helixbahn in das Werkstück ein



Luftfahrtindustrie und Ingenieurwissenschaften in Bremen kooperieren hervorragend. Jüngstes Beispiel aus der Zerspanungstechnik: In der Universität Bremen ist am 13. April 2005 ein gemeinsamer Versuchsstand für Orbitalbohren in Betrieb genommen worden. Beteiligt sind Materials and Processes Airbus Bremen und das ECO-Centrum des Instituts für Werkstofftechnik (IWT) zusammen mit dem Fachbereich Produktionstechnik der Universität. Orbitalbohren eignet sich optimal zum Bearbeiten von Verbundwerkstoffen. Diese Werkstoffe werden heute fast überall verwendet, besonders in der Luftfahrtindustrie, etwa beim Bau von Airbus-Flugzeugen.

... mehr zu:
»Airbus »IWT »Orbitalbohren »Werkzeug

Der Slogan "höher, schneller, weiter" gilt auch in der Luftfahrt. Durch leichte Materialverbunde soll an allen Enden und Ecken Gewicht eingespart werden. Im Bereich der Zerspanung von Verbundwerkstoffen, wie zum Beispiel bei Kohlefaserverstärkten Kunststoffen (CFK) und Aluminium ist die Orbitalbohrbearbeitung der konventionellen Bohrbearbeitung deutlich überlegen.

Im Allgemeinen werden Verbundwerkstoffe eingesetzt, um die Funktionalität von Bauteilen wesentlich zu verbessern. Die spanende Bearbeitung von Verbundwerkstoffen jedoch erweist sich als besonders schwierig, insbesondere die Fertigung von Präzisionsteilen. In der Regel sind Werkzeuge so ausgelegt, dass sie für die Bearbeitung eines Werkstoffes optimiert worden sind. Werden mehrere Werkstoffe als Verbund kombiniert, so muss ein optimaler Kompromiss gefunden werden. Die Zerspanung von beispielsweise Aluminium, Titan oder CFK ist schon im Einzelfall mit hohen Kosten verbunden, wenn die zu fertigenden Bauteile hohen Qualitätsanforderungen unterliegen. Die unterschiedlichen Eigenschaften solcher Materialkombinationen steigern die Anforderungen an die eingesetzten Werkzeuge, die Maschine und den Prozess nochmals. Das stellt den Bearbeiter besonders bei der Bohrungs- und Fräsbearbeitung vor große Probleme. Eine Lösung ist das Orbitalbohren.


Prinzip Orbitalbohren

Bei der Orbitalbearbeitung taucht das Fräswerkzeug spiralförmig auf einer Helixbahn (Satelliten- oder Orbitalbewegung) in das Werkstück ein und erzeugt so die Bohrung, Bild 1. Der Bohrungsdurchmesser wird über den Radius der Helixbahn im Programm der Maschine erstellt.

Das Orbitalbohrverfahren bringt im direkten Vergleich mit der normalen Bohrungsbearbeitung viele Vorteile mit sich. Entscheidend ist hier die Möglichkeit, aufgrund des Funktionsprinzips mit einem einzelnen Fräser, unabhängig vom Werkzeugdurchmesser unterschiedliche Bohrungsdurchmesser fertigen zu können. Das führt besonders bei Bauteilen mit vielen unterschiedlich großen Bohrungen durch die Einsparung von mehreren Werkzeugwechseln zu einer erheblichen Ersparnis an Zeit und Werkzeugen.

Beim "traditionellen" Bohren sind die Schneiden des Bohrers ununterbrochen im Einsatz, das führt zu hohen Temperaturen und zu starkem Verschleiß am Werkzeug. Das Orbitalbohren bietet nun den Vorteil, dass der Werkzeugdurchmesser immer kleiner als der Bohrungsdurchmesser ist. Dieser Effekt führt dazu, dass die einzelne Schneide nicht dauerhaft mit dem Werkstoff in Kontakt ist. Dadurch wird die Wärmebeeinflussung reduziert, der Verschleiß vermindert sowie eine bessere Bauteilqualität hervorgerufen.

Frühere Untersuchungen am IWT haben gezeigt, dass beim normalen Bohren einer Passbohrung vier Werkzeugwechsel zum Erreichen der gewünschten Bohrungsqualität nötig sind. Im Gegensatz dazu reduziert sich beim Orbitalbohren der Aufwand auf die zwei Arbeitsschritte, Schruppen (Grobbearbeitung) und anschließendes Schlichten (Feinbearbeitung) mit einem Werkzeug. Das führt zu einer Zeitersparnis von 50 Prozent, Tendenz steigend.

Wirtschaftlichkeit des Orbitalbohrens

M&P Airbus und das ECO-Centrum am IWT kooperieren seit Jahren erfolgreich als Bremer Tandem Zerspanungstechnologie. Ziel des Bremer Tandems ist es, die Bearbeitung von Werkstoffen, welche in der Luftfahrtindustrie eingesetzt werden, mit innovativen Fertigungsprozessen zu ermöglichen. Das Orbitalbohren bildet hier als Verfahren einen innovativen Ansatz zur Prozessoptimierung und Prozesszeitenverkürzung. Im Rahmen des Bremer Tandems erarbeiten M&P Airbus und das IWT gemeinsam Know-how, welches dann bei Airbus in der Fertigung umgesetzt wird. Aus diesem Grunde stellt M&P Airbus den Wissenschaftlern des IWT eine Versuchseinheit zum Orbitalbohren zur Verfügung. Diese bildet einen weiteren wichtigen Baustein des Bremer Tandems.

Weitere Informationen:

Stiftung Institut für Werkstofftechnik / ECO-Centrum
Universität Bremen / Fachbereich Produktionstechnik
Prof. Dr.-Ing Ekkard Brinksmeier
Dr.-Ing. André Walter
Badgasteiner Str. 3
Tel.: 0421 / 218 - 5353
Fax: 0421 / 218 - 3272
E-Mail: adre.walter@iwt-bremen.de

Angelika Rockel | idw
Weitere Informationen:
http://www.iwt-bremen.de

Weitere Berichte zu: Airbus IWT Orbitalbohren Werkzeug

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Graduiertenschule HyPerCells entwickelt hocheffiziente Perowskit- Dünnschichtsolarzelle
17.08.2017 | Universität Potsdam

nachricht Lasersensoren LAH-G1 – Optische Abstandssensoren mit Messwertanzeige
15.08.2017 | WayCon Positionsmesstechnik GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Studie für Patienten mit Prostatakrebs: Einteilung in genomische Gruppen soll Therapie präzisieren

21.08.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Forscher entwickeln zweidimensionalen Kristall mit hoher Leitfähigkeit

21.08.2017 | Physik Astronomie

Ein neuer Indikator für marine Ökosystem-Veränderungen - der Dia/Dino-Index

21.08.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz