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FeBast - Entwicklung von individuellen Stufenwerkzeugen basierend auf Konstruktionselementen

Laufzeit:01.10.2014 - 30.09.2016
Förderung:BMBF – Fördermaßnahme: KMU-innovativ: Produktionsforschung
Kontakt:henning_sifw.uni-hannover.de

Bild FeBast - Entwicklung von individuellen Stufenwerkzeugen basierend auf Konstruktionselementen

Bei spanenden Fertigungsprozessen, wie z. B. dem Bohren und Senken von Löchern in Motorblöcken, können durch den Einsatz sogenannter individueller Stufenwerkezuge mehrere Bearbeitungsschritte gleichzeitig mit nur einem Werkzeug durchgeführt werden. Durch die wegfallenden Werkzeugwechselzeiten kann die Produktivität eines Fertigungsprozesses erhöht werden. Der Produktivitätssteigerung steht jedoch bisher der hohe Entwicklungsaufwand von durchschnittlich 6 Monaten bei der Auslegung eines Stufenwerkzeugs gegenüber. Diese begründen sich durch den bisherigen iterativen Entwicklungsprozess, bei dem aufwändige Prototypen der Sonderwerkzeuge erstellt und im Einsatz getestet werden. Daher kommen Stufenwerkzeuge bislang nur in der Großserienfertigung zum Einsatz. In kleinen und mittelständischen Unternehmen mit deren typischen kleinen Losgrößen werden Stufenwerkzeuge aufgrund der geringen Flexibilität nur selten verwendet.

Ziel des Forschungsprojekts FeBast ist es die Entwicklungsdauer von Stufenwerkzeugen auf wenige Tage zu reduzieren so dass sie auch von KMU’s eingesetzt werden können. Dazu sollen zukünftig Stufenwerkzeuge basierend auf einem Baukastensystem konstruiert und gefertigt werden.

Hierzu wird eine innovative Software entwickelt, welche es dem Werkzeugentwickler ermöglicht, aus einem CAD-Modell des zu bearbeiteten Werkstücks die benötigten Werkzeugsegmente aufwandsarm abzuleiten. Anschließend wird aus den Segmenten durch einen Algorithmus das optimale Stufenwerkzeug ermittelt. Durch ein automatisiertes Verfahren wird der Schleifprozess zur Herstellung generiert und durch Simulation ein exaktes digitales Modell des Werkzeugs erzeugt. Das virtuelle Werkzeug wird anschließend in einer Einsatzsimulation auf seine Tauglichkeit geprüft. Treten in der Simulation Fehler auf, können direkt Änderungen vorgenommen werden. Zusätzlich kann die Wirtschaftlichkeit der entwickelten individuellen Werkzeuge bereits in der Auslegung bewertet werden.

Die Durchführung des Forschungsvorhabens ermöglicht eine schnellere Entwicklung von Stufenwerkzeugen und damit die Erschließung neuer Anwendungsfelder in kleinen und mittelständischen Unternehmen. Durch den virtuellen Entwicklungsprozess mit integrierter Simulation kann dem Kunden der zum Werkzeug passende Prozess direkt zur Verfügung gestellt werden. Dieser musste bisher vom Kunden aufwändig selbst erstellt werden. Als weiteren Mehrwert wird dem Kunden das in der Entwicklung erstellte exakte 3D-Modell des Werkzeugs zur Verfügung gestellt und kann von diesem in seinen eigenen Simulationen verwendet werden. Die im Projekt FeBast entwickelten Methoden richten sich zunächst an metallverarbeitende Unternehmen aus dem Automobilsektor und der Luftfahrtbranche. Zukünftig ist eine Übertragung auf Holz- und Kunststoffverarbeitende Unternehmen geplant.

 

 

 

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