Um die bislang noch weitgehend unbekannten Wirkprinzipien des
Fertigungsverfahrens Strömungsschleifen zu verbessern, erhalten die
Ingenieure des Fraunhofer IPK und des IWF im Produktionstechnischen Zentrum
Berlin (PTZ) jetzt Unterstützung aus der Industrie.
Die Firma MICRO TECHNICA
TECHNOLOGIES übergab den Forschern am 27.8.2003 eine Maschine des Typs
DELTA TOWERS 100. Dabei handelt es sich um die neueste Generation von
Strömungsschleifmaschinen. Die Maschine wird am PTZ für
Grundlagenuntersuchungen und anwendungsorientierte Tests eingesetzt. Ziel
ist es, ein technologisches Beratungsmodell zu entwickeln, mit dem
industrielle Anwender zukünftig ihre Strömungsschleifprozesse ohne
aufwendige, kosten- und zeitintensive Vorversuche auslegen und optimieren
können.
Strömungsschleifmaschinen werden derzeit für die Endbearbeitung
unterschiedlichster metallischer Bauteile mit komplexen Geometrien
eingesetzt. Typische Anwendungen sind Führungskanäle, Bohrungen sowie Innen-
und Außenkonturen an Bauteilen in der Medizintechnik und der Luft- und
Raumfahrtindustrie sowie Matrizen im Werkzeug- und Formenbau. Mit dem
Verfahren können hohe Oberflächengüten erzeugt, Bauteile gezielt entgratet
oder Kanten definiert verrundet werden. Im Unterschied zu früheren manuellen
Polier- und Entgratprozessen können mit dem Strömungsschleifen
reproduzierbare Arbeitsergebnisse erzielt werden. Damit ist diese
Technologie auch für die Massenproduktion von Komponenten des Maschinenbaus
und der Automobilindustrie geeignet. Das Produktspektrum reicht von
Kraftstoffeinspritzsystemen für Verbrennungsmotoren, Bauteilen für
Hydraulik-, Lenkungs- und Bremssysteme über strömungsrelevante Teile von
Kompressoren für Klimaanlagen, Pumpen und Ventile bis hin zu fadenführenden
Elementen in Textil- und Nähmaschinen.
Die Experten des PTZ werden in technologischen Untersuchungen des
Strömungsschleifens zunächst die grundlegenden Zusammenhänge zwischen dem
Ausgangszustand der Werkstücke, den Maschineneinstellparametern, der
Zusammensetzung des Schleifmediums, dem Verschleißzustand des Fluids und dem
erzielbaren Arbeitsergebnis klären. Außerdem wird in Kooperation mit
verschiedenen Industriepartnern wie Siemens Power Generation und MTU Aero
Engines sowie anderen Forschungseinrichtungen die Technologie für spezielle
Anwendungen weiterentwickelt.
Die am PTZ eingesetzte DELTA TOWERS 100 von MICRO TECHNICA TECHNOLOGIES ist
mit einer speziell auf die Versuchszwecke abgestimmten Hydraulikanlage
ausgerüstet und erlaubt eine sehr genaue Druckregelung. Zudem kann auf der
Maschine mit Gegendruck gearbeitet werden, ein Modus, dessen Einfluss auf
das Arbeitsergebnis bislang noch nicht untersucht wurde. Dank des geringen
Mediumvolumens kann die Maschine außerdem schnell für Versuche mit
unterschiedlichen Schleifmedien umgerüstet werden. Ein weiterer Vorteil sind
die niedrigen Werkzeugkosten bei der Bearbeitung mit hochharten
Schleifmitteln.
Das Strömungsschleifen kann problemlos für nahezu alle gängigen
Konstruktionswerkstoffe eingesetzt werden. Außerdem können mit diesem
Verfahren unzugängliche Konturen wie Hinterschneidungen oder lange, dünne
Bohrungen bearbeitet werden. Vor allem beim Polieren von Oberflächen an
hydraulischen und pneumatischen Bauteilen werden durch die in
Strömungsrichtung verlaufenden Bearbeitungsspuren deutlich geringere
Strömungswiderstände erzielt. Darüber hinaus treten durch die
Kantenverrundung und die homogene Oberfläche der bearbeiteten Bauteile
wesentlich weniger Bauteilausfälle auf.
Technische Daten DELTA TOWERS 100:
Arbeitsdruck: p = 0 – 100 bar
Mediumvolumen: VM = 4 l
Kolbendurchmesser: dK = 100 mm
Arbeitsraumhöhe: HA = 300 mm
Arbeitstemperatur: T = 10 °C – 55 °C
Partnerprofile und Kontakt für weitere Informationen:
Das Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb (IWF) der TU Berlin und
das Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik
(IPK) kooperieren als Doppelinstitut im Produktionstechnischen Zentrum
Berlin. Das 1904 gegründete IWF ist eine der ältesten produktionstechnischen
Forschungseinrichtungen Deutschlands. Forschung und Lehre sind am IWF an
Management und Technologie des industriellen Fabrikbetriebs orientiert. Als
eine der derzeit 56 Forschungseinrichtungen der Fraunhofer-Gesellschaft in
Deutschland betreibt das IPK Vertragsforschung für die Industrie,
Dienstleistungsunternehmen und Institutionen der öffentlichen Hand. Das IPK
erarbeitet Methoden und Technologien für das Management, die
Produktentwicklung, den Produktionsprozeß und die Gestaltung industrieller
Fabrikbetriebe und erschließt zudem neue Anwendungen in zukunftsträchtigen
Gebieten wie der Sicherheits-, Verkehrs- und Medizintechnik.
Die MICRO TECHNICA Technologies GmbH, Kornwestheim ist ein
mittelständisches, weltweit tätiges Unternehmen, das zukunftsweisende
Verfahren und Produkte der Entgrat- und Oberflächentechnologien sowie
Präzisionsbearbeitungssysteme entwickelt und vertreibt. Zu den Leistungen
gehören Verfahrensentwicklung und Fertigung, technische Beratung,
Versuchsdurchführung, Lohnfertigung, Maschinen-Inbetriebnahme und Service
für Kunden aus der Metallbe- und verarbeitung, der Luft- und
Raumfahrttechnik, der Medizintechnik, dem Automobilbau, der
Reinstgastechnik, Strangpreß-Matrizenherstellung, Feinmechanik und der
Steuer- und Regeltechnik.
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