Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Präzise Werkzeuge mit Turboantrieb

01.08.2007
Bohrer und Fräsen arbeiten heute so präzise, dass die Werkstücke kaum noch per Hand korrigiert werden müssen. Bei hohen Drehzahlen fängt die Maschine jedoch an zu schwingen: Mit adaptiven Materialien bekommen Forscher diese störenden Schwingungen in den Griff.

Schleudert die Waschmaschine auf hohen Touren, kann es passieren, dass sie dabei einige Zentimeter hüpft. Hersteller versehen sie daher mit Gewichten, die das Gerät am Platz halten. Bei Autoreifen gleichen kleine Gewichte an den Felgen Unwuchten aus. Ein ähnliches Schwingungsproblem tritt bei der Feinbearbeitung von Metall auf: Präzisionswerkzeuge wie Bohrer und Fräser fertigen beliebig geformte Gegenstände – etwa Autokarosserien – so konturgenau, dass sie kaum noch per Hand nachgearbeitet werden müssen.

»Bei diesem High-Speed-Cutting, HSC, sind aber mittlerweile so hohe Spindel- oder auch Werkzeugdrehzahlen notwendig, dass die Maschine anfängt zu schwingen«, sagt Dr.-Ing. Volker Wittstock, Gruppenleiter am Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU in Chemnitz und Dresden. »Spindeln, in die die Bohrer und Fräswerkzeuge eingespannt sind, laufen mit bis zu 32 000 Umdrehungen pro Minute. Bei diesen hohen Drehzahlen machen sich geringe Unwuchten der rotierenden Spindel bemerkbar, die mit jedem Werkzeug unterschiedlich sind.« Wittstock und seine Kollegen aus der Abteilung Adaptronik und Akustik haben deshalb eine adaptive Spindelhaltung für die Bohrer und Fräser entwickelt. Sie reduziert Schwingungen aktiv und ermöglicht ein präzises Fräsen und Bohren im gesamten Drehzahlbereich.

Die adaptive Spindelhalterung bewegt die HSC-Spindel in den drei Raumrichtungen, erlaubt aber auch ein Kippen. Basis ist ein kardanisches Festkörpergelenk, das eine Grundsteifigkeit garantiert. An diesem Gelenk greifen oben und unten je drei Piezoaktoren an. Legt man eine elektrische Spannung an diese Aktoren an, verformen sie sich kontrolliert. So können sie das Gelenk und die Spindel, die auf dem Gelenk lagert, hochdynamisch bewegen und unerwünschte Schwingungen der Spindel sofort ausgleichen. »Die Aktoren müssen gleichzeitig angesteuert werden. Das funktioniert schneller als bei einem modernen Echtzeit-Fahrsimulator, in den sich der Nutzer hineinsetzen kann und entsprechend der Kurvenlage bewegt wird. Diese gute Maschinendynamik erzielen wir vor allem durch die Leichtigkeit der Piezoaktoren und der Spindel«, charakterisiert Wittstock das Prinzip. Die Spindelhalterung kann jetzt im Fraunhofer-Institut in Dresden besichtigt werden.

Volker Wittstock | Fraunhofer-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.iwu.fraunhofer.de
http://www.fraunhofer.de/fhg/press/pi/2007/08/Mediendienst82007Thema6.jsp

Weitere Berichte zu: Bohrer Gelenk Schwingung Spindel Werkzeug

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Nutzfahrzeuge: Neuer Professor entwickelt effizientere und leichtere Bauteile mit 3D-Metall-Drucker
03.05.2018 | Technische Universität Kaiserslautern

nachricht Die Zukunft des Fliegens auf dem Prüfstand
25.04.2018 | Technische Universität München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

Passt eine ultrakalte Wolke aus zehntausenden Rubidium-Atomen in ein einzelnes Riesenatom? Forscherinnen und Forschern am 5. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart ist dies erstmals gelungen. Sie zeigten einen ganz neuen Ansatz, die Wechselwirkung von geladenen Kernen mit neutralen Atomen bei weitaus niedrigeren Temperaturen zu untersuchen, als es bisher möglich war. Dies könnte einen wichtigen Schritt darstellen, um in Zukunft quantenmechanische Effekte in der Atom-Ion Wechselwirkung zu studieren. Das renommierte Fachjournal Physical Review Letters und das populärwissenschaftliche Begleitjournal Physics berichteten darüber.*)

In dem Experiment regten die Forscherinnen und Forscher ein Elektron eines einzelnen Atoms in einem Bose-Einstein-Kondensat mit Laserstrahlen in einen riesigen...

Im Focus: Algorithmen für die Leberchirurgie – weltweit sicherer operieren

Die Leber durchlaufen vier komplex verwobene Gefäßsysteme. Die chirurgische Entfernung von Tumoren ist daher oft eine schwierige Aufgabe. Das Fraunhofer-Institut für Bildgestützte Medizin MEVIS hat Algorithmen entwickelt, die die Bilddaten von Patienten analysieren und chirurgische Risiken berechnen. Leberkrebsoperationen werden damit besser planbar und sicherer.

Jährlich erkranken weltweit 750.000 Menschen neu an Leberkrebs, viele weitere entwickeln Lebermetastasen aufgrund anderer Krebserkrankungen. Ein chirurgischer...

Im Focus: Positronen leuchten besser

Leuchtstoffe werden schon lange benutzt, im Alltag zum Beispiel im Bildschirm von Fernsehgeräten oder in PC-Monitoren, in der Wissenschaft zum Untersuchen von Plasmen, Teilchen- oder Antiteilchenstrahlen. Gleich ob Teilchen oder Antiteilchen – treffen sie auf einen Leuchtstoff auf, regen sie ihn zum Lumineszieren an. Unbekannt war jedoch bisher, dass die Lichtausbeute mit Elektronen wesentlich niedriger ist als mit Positronen, ihren Antiteilchen. Dies hat Dr. Eve Stenson im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Garching und Greifswald jetzt beim Vorbereiten von Experimenten mit Materie-Antimaterie-Plasmen entdeckt.

„Wäre Antimaterie nicht so schwierig herzustellen, könnte man auf eine Ära hochleuchtender Niederspannungs-Displays hoffen, in der die Leuchtschirme nicht von...

Im Focus: Erklärung für rätselhafte Quantenoszillationen gefunden

Sogenannte Quanten-Vielteilchen-„Scars“ lassen Quantensysteme länger außerhalb des Gleichgewichtszustandes verweilen. Studie wurde in Nature Physics veröffentlicht

Forschern der Harvard Universität und des MIT war es vor kurzem gelungen, eine Rekordzahl von 53 Atomen einzufangen und ihren Quantenzustand einzeln zu...

Im Focus: Explanation for puzzling quantum oscillations has been found

So-called quantum many-body scars allow quantum systems to stay out of equilibrium much longer, explaining experiment | Study published in Nature Physics

Recently, researchers from Harvard and MIT succeeded in trapping a record 53 atoms and individually controlling their quantum state, realizing what is called a...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

Visual-Computing an Bord der MS Wissenschaft

17.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

18.05.2018 | Physik Astronomie

Countdown für Kilogramm, Kelvin und Co.

18.05.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics