Energieintensives Fräsen großer Innenkonturen
Universität Bayreuth
Gewusst wie: An der Universität Bayreuth suchen Forscher nach einer verbesserten Geometrie für Fräswerkzeuge, um Energie in der spanenden Fertigung einzusparen – und indirekt Kohlendioxid-Emissionen zu verringern.
Die Anforderungen an den Zerspanungsprozess haben sich im Laufe der letzten Jahre stark gewandelt. Die Reduktion von Taktzeiten und die Erhöhung der Schnittgeschwindigkeiten bedeuten eine verstärkte mechanische und thermische Belastung für die Schneidstoffe. Hinzu kommt die Forderung nach Einengung der Toleranzen und Einsparung von Arbeitsgängen. Diese neuen Rahmenbedingungen führen dazu, dass eine stetige Anpassung der Werkzeuge sowohl hinsichtlich der Schneidengeometrie als auch im Bereich der Schneidstoffe selbst notwendig ist, skizzieren die Autoren des von Steffen Braun, Walther Maier und Simone Zirkelbach herausgegebenen Buches „Intelligent produzieren“ auf Seite 184 aktuelle Forschungs- und Entwicklungs-Herausforderungen.
Gefördert von der Bayerischen Forschungsstiftung wollen nun Wissenschaftler und Ingenieure der Universität Bayreuth gemeinsam mit ihren Technologie- und Anwendungspartnern in Unternehmen eine innovative Schneidengeometrie für Vollhartmetall-Schaftfräser entwickeln. Die innovativen Werkzeuge sollen dazu beitragen, in Fräsprozessen elektrische Energie einzusparen und den Ausstoß von Kohlendioxid zu reduzieren.
Einsparungen im zweistelligen Prozentbereich werden erwartet
„Untersuchungen zufolge emittiert eine durchschnittliche Fräsmaschine indirekt jährlich so viel Kohlendioxid wie zehn Mittelklasse-Pkw. Unsere sieben am Forschungsprojekt beteiligten Firmen verfügen über rund 50 Fräsmaschinen. Wenn wir 60 Sekunden als Mittel für die Bearbeitung eines Frästeiles zugrunde legen, kann nach unserer Einschätzung an einer einzelnen Maschine, bei 90-prozentiger Auslastung und im Zweischicht-Betrieb, der Ausstoß von Kohlendioxid um ca. 1,7 Tonnen pro Jahr verringert werden. Bei 50 Fräsmaschinen sind das 85 Tonnen!“, erläutert Hans-Henrik Westermann, der als Teamleiter der Fraunhofer-Projektgruppe Prozessinnovation am Lehrstuhl für Umweltgerechte Produktionstechnik das Forschungsprojekt leitet. „Durch Simulations- und Versuchsreihen wollen wir die Geometrie der Werkzeugschneide so optimieren, dass für die mechanische Bearbeitung Energieeinsparungen im zweistelligen Prozentbereich möglich werden.“