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Freiformflächen bis zu 80 Prozent schneller schlichten: Neue Werkzeuge und Algorithmen für die Fräsbearbeitung

06.12.2019

Beim Schlichtfräsen komplexer Freiformflächen können Kreissegment- oder Tonnenfräswerkzeuge jetzt ihre Vorteile gegenüber herkömmlichen Werkzeugen mit Kugelkopf besser ausspielen: Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen entwickelte im Forschungsprojekt »FlexiMILL« gemeinsam mit vier Industriepartnern passende flexible Bearbeitungsstrategien und implementierte diese in eine CAM-Software. Auf diese Weise lassen sich große frei geformte Oberflächen nun bis zu 80 Prozent schneller bearbeiten.

Ziel im Projekt »FlexiMILL« war es, für die Bearbeitung mit Tonnenfräswerkzeugen nicht nur neue, verbesserte Werkzeuggeometrien zu entwickeln, sondern auch passende, flexible Bearbeitungsstrategien und entsprechende CAM-Softwaretools.


Die Partner entwickelten für die Bearbeitung mit Tonnenfräswerkzeugen nicht nur neue Werkzeuggeometrien, sondern auch passende, flexible Bearbeitungsstrategien und entsprechende CAM-Softwaretools.

Foto: Fraunhofer IPT

Im Vergleich zu gängigen Kugelkopf-Fräswerkzeugen verfügen Tonnenfräswerkzeuge über einen deutlich größeren effektiven Werkzeugradius. Damit lassen sich größere Flächen des Werkstücks deutlich effizienter bearbeiten. Jedoch erfordert der Einsatz dieser Werkzeuge auch speziell angepasste Werkzeugpfade, damit die Produktivität voll ausgeschöpft werden kann.

Zu diesem Zweck entwickelten die Aachener Ingenieure gemeinsam mit ihren Projektpartnern neue Strategien zur Berechnung der Werkzeugbahn, die die individuellen Prozessbedingungen passend zur Werkzeuggeometrie berücksichtigen. Die Bahnplanung wurde gezielt mit Blick auf verschiedene Prozessparameter sowie Oberflächengüten untersucht.

Die Bearbeitungsstrategien, die übliche CAM-Software für das Fräsen komplexer Freiformflächen anbietet, sind in der Regel auf den Punktkontakt des Kugelkopfwerkzeugs ausgerichtet. Tonnenfräswerkzeuge erfordern hier aufgrund ihrer besonderen Geometrie jedoch gänzlich andere Prozessregeln. Die neuen Algorithmen, die die Forscher im Projekt FlexiMill erprobt haben, sind auf umfassende Analysen des Fräsprozesses zurückzuführen und berücksichtigen damit die speziellen Eigenschaften der Werkzeuge.

Ihre Ergebnisse integrierten die Projektpartner in eine der wichtigsten marktüblichen CAM-Softwareprodukte für die mehrachsige Bearbeitung. Das Zusammenspiel der verschiedenen Anbieter für Fräswerkzeuge und CAM-Software sowie einem Anwender aus der Medizintechnikbranche führte hier zu konkreten Ergebnissen in der Prozessplanung und Fräsbearbeitung, die anhand einer konkreten Komponente aus dem Bereich der Prothetik demonstriert werden konnten.

Projektpartner
- Camaix GmbH, Eschweiler
- Fraisa SA, Bellach (Schweiz)
- Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, Aachen
- Mathys AG, Bettlach (Schweiz)
- ModuleWorks S.R.L., Bukarest (Rumänien)

Das Forschungsprojekt »FlexiMill« wurde durch Eurostars gefördert, einem gemeinsamen Programm von EUREKA und der Europäischen Kommission, das aus den nationalen Haushalten von 36 Eurostars-Teilnehmerstaaten und -Partnerländern sowie von der Europäischen Union bis zum Horizont 2020 kofinanziert wird (Förderkennzeichen: E!10874 FlexiMill).

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Philipp Ganser M.Sc.
Abteilungsleiter Hochleistungszerspanung

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT
Steinbachstraße 17
52074 Aachen
www.ipt.fraunhofer.de

Telefon +49 241 8904-425
philipp.ganser@ipt.fraunhofer.de

Weitere Informationen:

http://www.ipt.fraunhofer.de/de/presse/Pressemitteilungen/20191205-freiformflaec...

Sara Vogelsang | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

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