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maschine+werkzeug 07/2019

Doppelt erfolgreich

Zerspanung

Beim internationalen Benchmark-Test zur Zerspanung von Faserverbundbauteilen am Institut für Fertigungstechnik und Photonische Technologien der TU Wien holte Gühring den Sieg in den Disziplinen Bohren in GFK und Fräsen in CFK.

CFK-Fräser FR 100. Bild: Gühring

CFK-Fräser FR 100. Bild: Gühring

Für den Benchmark-Test wurde die Zerspanung einer definierten Materialprobe aus Kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) und Glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) vorgegeben. Die jeweils aus diesen Werkstoffen bestehenden Benchmarkplatten wurde mit zwölf Bearbeitungsaufgaben in den Disziplinen Bohren, Fräsen und Besäumen auf einer Fünf-Achs-Maschine bearbeitet.

Die Schnittkraftmessung erfolgte während der Bearbeitung durch ein Drei-Achs-Dynamometer. Sämtliche Versuche wurden mit Messprotokollen, Fotos und Videos dokumentiert. Teilgenommen haben sieben Werkzeughersteller, die eigens ausgewählte und für diese Aufgabe spezialisierte Werkzeuge zur Bearbeitung von Verbundmaterialien beistellen. Damit haben die Forscher der TU Wien die Benchmarkplatten bearbeitet und die Werkzeuge in Einzelversuchen ausgewertet.

Bewertungssystem

Das Institut der TU Wien hat vorab ein optisches Bewertungssystem auf Basis modernster Bildtechnologien entwickelt. Damit wurden verschiedene Indizes an den zu bearbeiteten Benchmarkplatten identifiziert. Im Fokus standen dabei: Ausfransungen, Delaminationen und Absplitterungen an den Bauteilen. Daniel Finkeldei, Universitätsassistent am Institut für Fertigungstechnik und Photonische Technologien der TU Wien, erklärt: »Der Forschungsbedarf auf dem Fachgebiet der Zerspanung von faserverstärkten Kunststoffen ist groß. Nach dem derzeitigen Stand ist noch wenig über den eigentlichen Schnittmechanismus bei den Faserverbunden bekannt; auch wenn bereits Theorien für den Schnitt durch die Faser aufgestellt wurden, beziehen sich gezielte Werkzeugoptimierungen weiterhin stark auf Erfahrungswerte.«

GFK-Sonderstufenbohrer. Bild: Gühring

GFK-Sonderstufenbohrer. Bild: Gühring

Im Rahmen der Initiative ›Fiber Cut‹ an der TU Wien und insbesondere im Rahmen des Benchmarks konnten die Wissenschaftler dahingehend bereits eine breite experimentelle Grundlage mit verschiedensten Werkzeugen erarbeiten, die über die unterschiedlichsten Geometrien verfügen. »Unsere intensiven Untersuchungen für die Erzeugung hoher Bauteilqualitäten haben uns zu Spezialisten auf diesem Fachgebiet gemacht.« In weiteren Benchmark-Tests werden nun auch hochauflösende Kraftmesssysteme eingesetzt, um den Schnittprozess gezielt zu erfassen und die Werkzeug-Werkstück-Interaktion noch genauer zu untersuchen. »Wir befinden uns gerade am Anfang des Weges, um die Bearbeitung dieses Leichtbauwerkstoffes produktiv und vorhersagbar zu gestalten«, so Finkeldei.

Gühring schickte seinen CFK-Fräser FR 100 und einen GFK-Sonderstufenbohrer ins Rennen. Die Gühring-Werkzeuge punkteten nach Auswertung aller Parameter mit dem höchsten Qualitätsindex. Der Benchmark-Test gibt Aufschluss darüber, welche Werkzeughersteller den Anforderungen von Faserverbundwerkstoffen gerecht werden – nach unabhängigem Qualitätsbeurteilungsschema und objektiv ausgewerteten Schadenskriterien.

www.guehring.com

Unternehmensinformation

GÜHRING KG

Herderstraße 50-54
DE 72458 Albstadt
Tel.: 07431-17-0
Fax: -279

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