OptiWas - Methodik zur Optimierung der Wirkbeziehungen zwischen additiver und spanender Fertigung

Die additive Fertigung ermöglicht filigrane und topologieoptimierte Strukturen, weist jedoch eine geringe Oberflächenqualität auf, wodurch Funktionsflächen zumeist spanend nachbearbeitet werden. Insbesondere bei dünnwandigen Bauteilen führt diese Prozesskette zu Schwingungen, Qualitätsverlusten und erhöhtem Bearbeitungsaufwand in der Zerspanung. Bisher fehlt eine durchgängige Methodik, um die Wechselwirkungen zwischen additiv optimierter Gestaltung und spanender Fertigung gezielt zu berücksichtigen. Für Unternehmen entstehen dadurch verlängerte Prozessplanungszeiten und erhöhte Kosten in der Fertigung. OptiWas adressiert diese Lücke und überführt Wissen aus der Fertigung in die Produktentwicklung, um künftige Bauteilgenerationen effizienter und wirtschaftlicher zu gestalten.

Zielsetzung

Ziel von OptiWas ist die Entwicklung einer Methodik zur ganzheitlichen Optimierung der Kombination aus additiver Gestaltung und spanender Fertigung. Dabei werden gezielt Versteifungsstrukturen in additiv gefertigte Bauteile integriert, um während der Zerspanung auftretende Schwingungen zu reduzieren. Durch die Auswertung realer Prozessdaten und deren Rückführung in die Produktentwicklung entsteht ein digitaler Wissenskreislauf. Dieser ermöglicht kürzere Entwicklungszeiten, eine erhöhte Bauteilqualität sowie eine signifikante Steigerung der Produktivität in hybriden Fertigungsprozessen.

Vorteile

• Prozesssicherheit - weniger Schwingungen, weniger Ausschuss
• Produktivität - kürzere Bearbeitungszeiten
• Qualität - bessere Oberflächen, stabile Toleranzen

Vorgehen 

Im Projekt werden Referenzbauteile mit unterschiedlichen Versteifungsstrukturen additiv im Laserpulverbettverfahren gefertigt und spanend bearbeitet. Dabei übernimmt das Institut für Produktentwicklung und Gerätebau (iPeG) die additive Fertigung, während das IFW die subtraktiven Anteile bereitstellt. Unser Fokus liegt dabei auf der Analyse von Kräften, Schwingungen und Oberflächen während der Fräsbearbeitung, woraus gemeinsam mit dem iPeG Gestaltungsrichtlinien und Bewertungsfunktionen abgeleitet werden. Damit ist schließlich eine systematische Optimierung der Zusammenarbeit zwischen additiver und subtraktiver Planung sowie Fertigung möglich.

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Kontaktieren Sie Fabian Schlenker per E-Mail an schlenker@ifw.uni-hannover.de oder telefonisch unter +49 511 762 18162.