Großserienfertiger sind aufgrund des hohen Kostendrucks gezwungen, ihre Abläufe und Prozesse immer effizienter zu gestalten, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Die Optimierung von Instandhaltungsmaßnahmen, wie beispielsweise die Reparatur von Umformgesenken, bietet dabei eine Möglichkeit zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit und einer reproduzierbaren Qualität. „Innovative Fertigungstechnologien wie die Vor-Ort-Bearbeitung durch eine mobile Werkzeugmaschine und moderne Fertigungsprozesse helfen dabei, diese Potentiale auszuschöpfen“, erläutert Michael Keitel. Weiter: „Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen können mehrere Wochen bis Monate in Anspruch nehmen, wobei ein großer Anteil dabei auf die Transportzeiten entfällt. Die mobile Vor-Ort-Bearbeitung bietet an dieser Stelle die Möglichkeit, die Ausfallzeiten aufgrund von Instandhaltungsmaßnahmen zu verringern.“
Durch die Vor-Ort-Bearbeitung auf einer mobilen Werkzeugmaschine werden jedoch besondere Anforderungen an den Prozess gestellt. So ist beispielsweise eine konventionelle Kühlung, wie die Überflutungskühlschmierung, nicht realisierbar. Daher ist es notwendig, bestehende Prozesse und Werkzeugsystem an die veränderten Bedingungen anzupassen. Hierzu wird das Konzept der Trockenbearbeitung verfolgt.
Die Grundlagen hierfür sollen in dem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Forschungsprojekt gelegt werden. In einem ersten Schritt steht zunächst die Optimierung von Schleifwerkzeugen für die Trockenbearbeitung im Vordergrund. Hierfür werden mit dem Kooperationspartner BDW-BINKA neue Werkzeugkonzepte entwickelt, die eine Bearbeitung ohne Kühlschmierstoff erlauben und gleichzeitig den Anforderungen an die Oberflächen- und Randzoneneigenschaften, bei ausreichender Werkzeugstandzeit, gerecht werden. Dabei wird unter anderem ein innovatives 3D-Druckverfahren genutzt, um gezielt makroskopische Porengeometrien einzubringen. Hierdurch wird der Spanraum vergrößert und die effektive Kontaktfläche verringert, dass zu einer verringerten Reibung führt und die thermische Belastung des Werkzeugs und Werkstücks herabsetzt. Weiterhin soll ein empirisches Modell zur Vorhersage von Eigenspannungen für die Trockenbearbeitung erweitert werden.
In einem zweiten Schritt erfolgt der Transfer auf die mobile Werkzeugmaschine der Picum MT GmbH. Hierbei sollen zunächst potentielle Störgrößen, wie beispielsweise die geringe Steifigkeit einer mobilen Werkzeugmaschine, identifiziert werden und Konzepte erarbeitet werden, um diese zu kompensieren. Darüber hinaus wird aufgezeigt, welche Grenzen bei der Vor-Ort-Bearbeitung durch ein mobiles Werkzeugsystem bestehen.
Zum Abschluss des Projektes werden die neu entwickelten Werkzeuge und der neu entwickelte Prozess bei der Instandsetzung eines Umformwerkzeuges eingesetzt.
Die Untersuchungen der Forschenden werden im Rahmen des Teilprojekts B8 des Sonderforschungsbereich Transregio 73 „Umformtechnische Herstellung von komplexen Funktionsbauteilen mit Nebenformelementen aus Feinblechen – Blechmassivumformung” durch die Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.
