Das Ziel des Forschungsbaus SCALE liegt in der Erforschung allgemein anwendbarer Fertigungsmethoden zur skalenunabhängigen und modularen Produktionstechnik. Die Bearbeitung großer Werkstücke beispielsweise für Windenergieanlagen oder den Flugzeugbau erfordert ebenso große Werkzeugmaschinen. Die Zerspanung großer Bauteile kann zu erheblichen mechanischen und thermischen Belastungen der Werkzeuge und Maschinen führen. Außerdem folgen aus dem erheblichen Eigengewicht großer Bauteile eigengewichtsinduzierte Bearbeitungsabweichungen, die in der Größenordnung der Fertigungstoleranzen liegen können. Diesen Effekten muss durch zusätzliche Elemente, wie Lünetten oder angepasste Werkzeugbahnplanung, entgegengewirkt werden. Weiterhin ist die Kompensation der Formabweichungen, Wärmeinduktion und der Prozesskräfte bei Skalierung der Bauteilgrößen zu erforschen. Um die genannten Effekte wissenschaftlich zu ergründen und Skalierungseffekte aufzuzeigen, wird die DMG CTX gamma 2000 TC angeschafft, deren Leistungsfähigkeit zur Bearbeitung von XXL-Bauteilen geeignet ist. Das erlaubt die Skalierung der Prozessgrößen, um so die realen thermomechanischen Belastungen bei der Großbauteilbearbeitung abzubilden. Auch die Verfügbarkeit für die Bearbeitung von Großbauteilen spezifischer Elemente wie Lünetten und einer Hochleistungsfrässpindel für die Komplettbearbeitung erlaubt eine umfassende Erforschung der Bearbeitung großer Bauteile.
Das Bearbeitungssystem mit adaptiver und skalierbarer Maschinenstruktur der Firma Picum MT ist dazu geeignet die Bearbeitung großer Bauteile mit einer vergleichsweise kleinen Maschine zu untersuchen. Dabei findet eine Grobpositionierung der Maschine mit Hilfe eines fahrbaren Ständers oder einer verstellbaren Maschinenstruktur statt. Diese Maschinenkinematik löst somit die Skalenabhängigkeit auf, sodass die kleine Maschine in der Lage ist, wesentlich größere Werkstücke zu bearbeiten. Die Steifigkeit der Werkzeugmaschine ist im Vergleich zu konventionellen Bearbeitungszentren gering. Dies erfordert neue Ansätze der Abdrängungskompensation und intelligenter Regelungstechnik. Zusätzlich sind neue Methoden zu erforschen, die es ermöglichen Formelemente zu bearbeiten, die größer sind als die Grundmaschine. Die Maschinenkinematik ermöglicht ebenfalls eine zeitgleiche Bearbeitung des Werkstücks mit mehreren Maschinen. Dies erfordert neue Ansätze der Fertigungssteuerung zur kollaborativen und kooperativen Zusammenarbeit von mehreren Teilsystemen, um größtmögliche Produktivität zu erreichen.
Für weitere Informationen steht Ihnen Sebastian Kaiser, Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen der Leibniz Universität Hannover, unter Telefon +49 (0) 511 – 762 19421 oder per E-Mail kaiser@ifw.uni-hannover.de gerne zur Verfügung.
