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Neue Kameratechnik ermöglicht tiefe Einblicke in die Spanbildung bei hohen Schnittgeschwindigkeiten

Neue Kameratechnik ermöglicht tiefe Einblicke in die Spanbildung bei hohen Schnittgeschwindigkeiten

Erstklassig ausgestattet für die Entwicklung neuer Zerspanwerkzeuge: Durch eine fortgeschrittene Kameratechnologie kann das IFW nun Zerspanprozesse mit Schnittgeschwindigkeiten von bis zu 500 Metern pro Minute mit hoher Bildschärfe aufgezeichnet werden. „Die Möglichkeiten, die uns unser Versuchsstand bietet, sind großartig. Wir können nahezu alle Vorgänge am Schneidkeil bildhaft analysieren und daraus Schlüsse ableiten, wie ein spezifisches Werkzeug optimal gestaltet werden muss“, sagt Malte Kraeft, Wissenschaftler am Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW). Mittels einer Hochgeschwindigkeitskamera, die Framerates von bis zu 1 Mio. Bildern pro Sekunde ermöglicht, können Detailaufnahmen des Materialfließverhalten angefertigt werden.

Wenn Spanbildungsvorgänge direkt am Schneidkeil beobachtet werden sollen, können am Hobelprüfstand des IFW‘s Analogieversuche durchgeführt werden. Mithilfe einer Hochgeschwindigkeitskamera können Detailaufnahmen des Materialfließverhaltens angefertigt werden. Je nach Anwendung können sowohl charakteristische Größen der Spanbildung als auch die Materialtrennung in der Scherzone analysiert werden. Prozessparallele Kraftmessungen ermöglichen weiterhin die Berechnung der lokalen Schneidkeilbelastung.

Durch die Weiterentwicklung der Kameratechnik und des Analogieprüfstands können nun Analysen mit hoher Bildschärfe und hohen Kontrasten auch bei Schnittgeschwindigkeiten von vc = 500 m/min durchgeführt werden. Die hochmoderne Kameratechnik ist in der Lage, Videos mit Framerates von bis zu 1 Million Bildern pro Sekunde zu erfassen, wobei die Belichtungszeit eine Millionstel Sekunde beträgt. Durch die extrem kurze Belichtungszeit wird eine sehr geringe Bewegungsunschärfe ermöglicht. Hierdurch können Vorgänge am Schneidkeil, wie beispielsweise die Spanbildung, im Detail betrachtet werden.

Diese neuen Analysemethoden sollen zukünftig die Entwicklung von noch leistungsfähigeren Zerspanwerkzeugen ermöglichen. Wissenschaftler Kraeft: "Mit den am IFW entwickelten und über Jahre optimierten Methoden ist es uns möglich, die Spannungsbelastung am Schneidkeil für unterschiedlichste Kombinationen aus Werkzeuggeometrie und Werkstoff zu untersuchen.“

Sie können sich die Detailaufnahmen unserer Kamera im Video unseres Hobelprüfstands auf YouTube ansehen.

Kontakt:

Für weitere Informationen steht Ihnen Malte Kraeft, Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen der Leibniz Universität Hannover, unter Telefon +49 511 762 12321 oder per E-Mail (kraeft@ifw.uni-hannover.de) gern zur Verfügung.