Ultraschallschwingsysteme für die spanende Bearbeitung

Gezielte Schwingungsanregung der Werkzeuge

Ultraschallschwingsysteme für die spanende Bearbeitung

Einsatz in herkömmlichen Werkzeugmaschinen

Herausforderung & Innovation

Um den Anforderungen bzgl. Leichtbau und Ressourceneffizienz gerecht zu werden, kommen verstärkt schwer zerspanbare Faserverbundwerkstoffe zum Einsatz. Die Bearbeitung dieser Werkstoffe ist mit einer geringen Produktivität und hohen Kosten verbunden. Bei der spanenden Bearbeitung kommt es oft zu Einbußen hinsichtlich Qualität und Produktivität. Typische Fehlerbilder zeigen Faserausrisse, Delamination und Ausbrüche des Werkzeuges bzw. des Werkstücks. Auch lange und schlecht abzuführende Späne beim Bearbeiten duktiler Werkstoffe wie Stahl oder Aluminium beschränken die Effizienz der Zerspanung. Besonders beim Bohren mit hohen Aspektverhältnis kann es zu Werkzeugbrüchen kommen.

Diesen Problemen kann mit hybriden Prozessen und dem wirkstellennahen Einbringen einer zusätzlichen Energie als Schwingung der Werkzeugschneide entgegen gewirkt werden. Aktuelle Schwingsysteme haben keine wiksame Amplitudenregelung und weisen eine hohe Dämpfung auf. Zudem sind industrielle und modulare Systeme für beliebige Werkzeugmaschinen nicht am Markt verfügbar.
 

Zerspanung mit Schwingungsüberlagerung durch gezielte Anregung der Werkzeuge mit Ultraschall-Schwingungen führt zu einer signifikanten Reduktion von Werkzeugverschleiß und Schnittkraft.

  • Piezoaktoren zur Anregung der Ultraschallschwingsysteme für den modularen Einsatz in Werkzeugmaschinen
  • Realisierung der Ultraschallüberlagerung von Werkzeugen durch adaptronische Komponenten
  • Hybride Prozesstechnologien zur Steigerung der Produktivität, Genauigkeit, Prozesssicherheit und Bauteilqualität

Schwingungsauslegung der Aktoren mittels FEM Simulation