Die Herstellung gefräster Bauteile, beispielsweise Turbinenschaufeln, ist aufgrund vieler einzelner Fertigungsschritte und komplexer Geometrien mit hohem Personalaufwand verbunden. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT entwickelte nun einen federnd gelagerten Werkzeugaufnehmer, der Positionierfehler im Bereich von mehreren zehntel Millimetern genau kompensiert.
Bei gefrästen Bauteilen entsteht durch die Bearbeitung mit einem Fräswerkzeug eine raue Oberfläche – die heute noch manuell poliert wird. Vor allem bei komplexen Bauteilen wie Turbinenschaufeln entsprechen manche Oberflächenbereiche an Übergängen oft nicht den Nutzungsanforderungen. Dadurch ist eine intensive Nachbearbeitung mit Feinbearbeitungswerkzeugen in mehreren Schritten erforderlich: ausspannen und manuell bearbeiten.
Mit dem neuen maschinenunabhängigen Werkzeugaufnehmer entfallen diese Schritte: Die Feinbearbeitungswerkzeuge – etwa Schleif- und Polierstifte – können direkt in eine Fräsmaschine integriert werden, um das Bauteil ohne Umspannen automatisiert zu bearbeiten. Dadurch ermöglicht der Werkzeugaufnehmer eine Komplettbearbeitung gefräster Bauteile in einer Maschine.
Stabile Ergebnisse ohne Nachschärfen oder Profilieren des Werkzeugs
Die Schleif- und Polierstifte sind beim Werkzeugaufnehmer federnd gelagert, um den Verschleiß sowie die Schwankungen der undefinierten Schneide auszugleichen. Damit reicht es aus, den Schleifstift einmalig zu profilieren und ein weiteres Profilieren oder Schärfen entfällt. Versuche an einer 5-Achs-Fräsmaschine erzielten bereits stabile Bearbeitungsergebnisse.
Das Fraunhofer IPT setzt den Prozess demnächst in die betriebliche Praxis um und erprobt die Komplettbearbeitung nun auch mit Industrierobotern.
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