Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Spannvorrichtung bringt Halbzeuge in Form

23.11.2015

Konturpräzisions-Schleifmaschine in Gemeinschaftsprojekt entwickelt

Bei der Herstellung schlanker Halbzeuge treten unsymmetrische Spannungen auf. Insbesondere Fräsen oder Härten führt dazu, dass krumme oder verwundene Werkstücke entstehen. Da viele Bauteile wie Zahnstangen oder Führungsschienen strengen Geradheitsanforderungen unterliegen, müssen sie mit zeit- und kostenintensiven Verfahren wieder in Form gebracht werden. Das Fraunhofer IPA hat mit der Firma Habrama eine Konturpräzisions-Schleifmaschine (KPSM) entwickelt, die die Verformung beseitigt und dabei die Zykluszeit reduziert.


Mit der neuartigen Spannvorrichtung lassen sich Werkstücke torsionsfrei aufspannen. Gleichzeitig wird die Zykluszeit reduziert.

Quelle: Jochen Frank, lichtblick-gmbh.com


Während des Schleifvorgangs wird die Anlage hauptzeitparallel mit einem Diamantrad abgerichtet. Somit treten weniger Stillstandzeiten auf.

Quelle: Jochen Frank, lichtblick-gmbh.com

Bei herkömmlichen Schleifmaschinen wird das Halbzeug nicht torsionsfrei, also ohne Verformung, aufgespannt. »Das Bauteil ist anschließend zwar geschliffen, aber immer noch krumm«, kritisiert Uwe Schleinkofer, Projektleiter am Fraunhofer IPA. Ein späteres Torsionsrichten, bei dem das Werkstück wieder in Form gebracht wird, ist aufwendig und teuer. »Möglich wäre zwar, das Bauteil mehrfach zu schleifen, bis es gerade ist. Aber auch hier fallen hohe Kosten an«, ergänzt der Experte.

Vorrichtung ermöglicht torsionsfreies Aufspannen

Die neuartige KPSM der Firma Habrama und dem Fraunhofer IPA bietet hier einen entscheidenden Vorteil: Schlanke Halbzeuge lassen sich torsionsfrei aufspannen. Möglich macht dies ihre besondere Spannvorrichtung aus festen und beweglichen Auflagen.

»Die festen Komponenten befinden sich an den Enden der Apparatur und zentrieren das lange, prismatische Werkstück. Die mittleren bilden mit mehreren Freiheitsgraden ein flexibles Spannsystem, das sich automatisch an seine Kontur anpasst«, informiert Schleinkofer. Dieser spezielle Aufbau ermöglicht es, Höhen, den seitlichen Versatz oder die Verdrehungen eines Bauteils auszugleichen und das Werkstück verzugsfrei zu spannen. »Weil der Toleranzbereich nun größer ausfallen kann, verliert ein dem Schleifen vorgelagertes Richten an Bedeutung. Das senkt die Kosten«, erläutert der Projektleiter.

Zykluszeit durch beidseitiges Schleifen reduziert

Die Innovation biegt aber nicht nur Bauteile gerade, sie verkürzt auch den Schleifprozess. So wird der Körper mit magnetischer Spannkraft in einem Prisma festgehalten. Da die beiden oberen Flächen freiliegen, lassen sie sich gleichzeitig im rechten Winkel zueinander schleifen. »Mit der reduzierten Zykluszeit lässt sich erneut Geld sparen«, freut sich der IPA-Wissenschaftler.

Das System ist modular aufgebaut, sodass Bauteile mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt in verschiedenen Dimensionen und einer Länge bis zu 4000 Millimeter bearbeitet werden können. Die Spannvorrichtung wurde zum Patent angemeldet.

Höhere Schleifqualität bei weniger Stillstandzeiten

Die KPSM selbst kann sowohl flach- als auch profilschleifen. Da verschiedene Konturen frei programmierbar abgerichtet werden können, ist die Anlage zudem deutlich flexibler als herkömmliche Modelle. Insbesondere im Zeitalter von Industrie 4.0 sei das ein wesentlicher Mehrwert, erläutert Josef Braunsteffer, Geschäftsführer der Habrama GmbH. Eine hohe Oberflächenqualität garantiert ihr vollautomatisches Wuchtsystem.

»Die Unwuchten werden frühzeitig erkannt und beseitigt«, fährt er fort. Darüber hinaus wird die Schleifscheibe während des Schleifvorgangs, d. h. hauptzeitparallel, mit einem Diamantrad abgerichtet. Bei gleichbleibendem Schleifergebnis treten somit weniger Stillstandzeiten auf.

Intuitive Bedienung und ergonomisches Handling

Kühlschmierstoffe – unverzichtbare Bestandteile jeder Schleifmaschine – werden in einer Kühlmitteleinrichtung mit integriertem Tiefbettfilter bereitgestellt. Optional steht eine automatische Kühlmittelzufuhrverstellung zur Verfügung, die dafür sorgt, dass sich die Düse bei Abnutzung eigenständig an den Schleifscheibendurchmesser anpasst. Außerdem haben die Entwickler modernste Linearantriebstechnik und eine vollautomatische Aufmaßermittlung integriert.

»Dadurch entsteht eine hohe Dynamik, die die Produktivität zusätzlich steigert«, betont Braunsteffer. Weiterhin haben die Experten von Habrama und dem Fraunhofer IPA Wert auf ein intuitives Bedienkonzept gelegt: »Somit fallen keine langen Schulungen an«, so der Geschäftsführer. Auch ergonomische Aspekte seien bei der Konzeption berücksichtigt worden.

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) hat das Kooperationsprojekt gefördert. Mit Spannvorrichtung eignet sich die Anlage vor allem für Zahnstangenhersteller, ohne den Zusatz kann sie jeder Maschinen- und Werkzeugbauer einsetzen. Erstmals gezeigt wurde die Innovation im Oktober auf der EMO 2015 in Mailand. Demnächst wird die erste Maschine an einen Kunden ausgeliefert.

Fachlicher Ansprechpartner
Uwe Schleinkofer | Telefon +49 711 970-1553 | uwe.schleinkofer@ipa.fraunhofer.de | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Pressekommunikation
Jörg-Dieter Walz | Telefon +49 711 970-1667 | presse@ipa.fraunhofer.de | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA | Nobelstraße 12 | 70569 Stuttgart

Redaktion
Ramona Hönl | Telefon +49 711 970-1638 | ramona.hoenl@ipa.fraunhofer.de

Weitere Informationen:

http://www.ipa.fraunhofer.de
http://www.ipa.fraunhofer.de/spannvorrichtung.html

Jörg Walz | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Supermagnete aus dem 3D-Drucker
18.02.2020 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

nachricht Innovatives Konzept für den effizienteren 3D-Druck
13.02.2020 | Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Ultraschnelles Schalten eines optischen Bits: Gewinn für die Informationsverarbeitung

Wissenschaftler der Universität Paderborn und der TU Dortmund veröffentlichen Ergebnisse in Nature Communications

Computer speichern Informationen in Form eines Binärcodes, einer Reihe aus Einsen und Nullen – sogenannten Bits. In der Praxis werden dafür komplexe...

Im Focus: Fraunhofer IOSB-AST und DRK Wasserrettungsdienst entwickeln den weltweit ersten Wasserrettungsroboter

Künstliche Intelligenz und autonome Mobilität sollen dem Strukturwandel in Thüringen und Sachsen-Anhalt neue Impulse verleihen. Mit diesem Ziel fördert das Bundeswirtschaftsministerium ab sofort ein innovatives Projekt in Halle (Saale) und Ilmenau.

Der Wasserrettungsdienst Halle (Saale) und das Fraunhofer Institut für Optronik,
Systemtechnik und Bildauswertung, Institutsteil Angewandte Systemtechnik...

Im Focus: A step towards controlling spin-dependent petahertz electronics by material defects

The operational speed of semiconductors in various electronic and optoelectronic devices is limited to several gigahertz (a billion oscillations per second). This constrains the upper limit of the operational speed of computing. Now researchers from the Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter in Hamburg, Germany, and the Indian Institute of Technology in Bombay have explained how these processes can be sped up through the use of light waves and defected solid materials.

Light waves perform several hundred trillion oscillations per second. Hence, it is natural to envision employing light oscillations to drive the electronic...

Im Focus: Haben ein Auge für Farben: druckbare Lichtsensoren

Kameras, Lichtschranken und Bewegungsmelder verbindet eines: Sie arbeiten mit Lichtsensoren, die schon jetzt bei vielen Anwendungen nicht mehr wegzudenken sind. Zukünftig könnten diese Sensoren auch bei der Telekommunikation eine wichtige Rolle spielen, indem sie die Datenübertragung mittels Licht ermöglichen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) am InnovationLab in Heidelberg ist hier ein entscheidender Entwicklungsschritt gelungen: druckbare Lichtsensoren, die Farben sehen können. Die Ergebnisse veröffentlichten sie jetzt in der Zeitschrift Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.201908258).

Neue Technologien werden die Nachfrage nach optischen Sensoren für eine Vielzahl von Anwendungen erhöhen, darunter auch die Kommunikation mithilfe von...

Im Focus: Einblicke in die Rolle von Materialdefekten bei der spin-abhängigen Petahertzelektronik

Die Betriebsgeschwindigkeit von Halbleitern in elektronischen und optoelektronischen Geräten ist auf mehrere Gigahertz (eine Milliarde Oszillationen pro Sekunde) beschränkt. Die Rechengeschwindigkeit von modernen Computern trifft dadurch auf eine Grenze. Forscher am MPSD und dem Indian Institute of Technology in Bombay (IIT) haben nun untersucht, wie diese Grenze mithilfe von Lichtwellen und Festkörperstrukturen mit Defekten erhöht werden könnte, um noch größere Rechenleistungen zu erreichen.

Lichtwellen schwingen mehrere hundert Trillionen Mal pro Sekunde und haben das Potential, die Bewegung von Elektronen zu steuern. Im Gegensatz zu...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leopoldina-Symposium: „Mission – Innovation“ 2020

21.02.2020 | Veranstaltungen

Gemeinsam auf kleinem Raum - Mikrowohnen

19.02.2020 | Veranstaltungen

Chemnitzer Linux-Tage am 14. und 15. März 2020: „Mach es einfach!“

12.02.2020 | Veranstaltungen

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

Globale Datenbank für Karstquellenabflüsse

21.02.2020 | Geowissenschaften

Leopoldina-Symposium: „Mission – Innovation“ 2020

21.02.2020 | Veranstaltungsnachrichten

Langlebige Fachwerkbrücken aus Stahl einfacher bemessen

21.02.2020 | Architektur Bauwesen

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