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Leichtbau braucht neue Werkzeuge

18.09.2014

Auf der Stuttgarter AMB steht mit dem Thema Leichtbau auch die Bearbeitung von Verbundstoffen – den so genannten „Composites“ – im Fokus. Vor allem die faserverstärkten Werkstoffe erfordern gegenüber den Metallen neue Bearbeitungsstrategien.

Luftfahrt- und Automobilindustrie sind Vorreiter; mittlerweile dringen moderne Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbünde aber auch zunehmend in andere Bereiche vor. Beherrschte bislang meist Handarbeit die Fertigung, erfordert die Serienherstellung eine rationelle, automatisierte Bearbeitung. Methoden der Metallbearbeitung lassen sich hier leider nur selten 1 zu1 übertragen. Auf der internationalen Ausstellung für Metallbearbeitung AMB 2014, die noch bis 20. September in Stuttgart läuft, gab es mehrere Fachvorträge zu diesem Schwerpunktthema.

Späne werden zu Staub

Marco Schneider, Abteilungsleiter Leichtbautechnologien am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart, referierte auf der AMB zum Thema „Präzisionswerkzeuge für die spanende Bearbeitung von Verbundwerkstoffen“. Bauteile aus Verbünden erfordern trotz endkonturnaher Fertigung oft eine spanende Bearbeitung. „Der Transfer von der Metallzerspanung zur Zerspanung von Verbünden, CFK (carbonfaserverstärkte Kunststoffe) oder Sandwiches ist nur mit besonderen Maßnahmen möglich. Dies beginnt bei der Werkzeugmaschine, der Spanntechnik, dem Kühl- und Schmierkonzept, geht über die Werkzeuge, die Absaugung bis hin zur Simulation und Qualitätskontrolle“, erklärt Schneider.
Das bestätigt auch Dieter Radke, Produktmanager bei der Hommel GmbH, die bereits Maschinen für die Bearbeitung faserverstärkter Werkstoffe angepasst hat: „Drei Faktoren sind entscheidend: eine steife Maschine, die richtige Werkzeugauswahl und eine ganz andere Späneabfuhr, da bei der Bearbeitung Staub entsteht, der abgesaugt werden muss.“

Kanten runden

Auch unkonventionelle Lösungen sind bis Freitag noch auf der AMB zu sehen – etwa eine neuartige Bürste von RSA cutting systems, die unsaubere Kanten bei der zerspanenden Bearbeitung von CFK schnell und auf Wunsch auch automatisiert verrundet. Projektleiter Benjamin Gatzlaff bei dem Spezialisten für Sägen, Entgraten und Bürsten:  „Wir haben ein widerstandsfähiges Bürstenmaterial entwickelt, das die entstehende Temperatur schnell abführt und so das thermoempfindliche Material schont.“

„Organobleche“

Mit der Textilstruktur der Faserwerkstoffe beschäftigt sich Dr. Simon Küppers, stellvertretender Abteilungsleiter Faserverbundtechnik am Institut für Textil- und Verfahrenstechnik ITV Denkendorf, in seinem Vortrag „Faserverbundtechnik, Verbindungstechnik und Organobleche“ am Freitag. Die Textiltechnik könne durch „kraftflussgerechte Faserablage“ zusätzlich helfen, das Gewicht von Bauteilen weiter zu reduzieren. Darüber hinaus ließen sich smarte Funktionen integrieren und Harzsysteme könnten Zusatzfunktionen übernehmen.

Werkzeuge bleiben wichtig

Einen wesentlichen Beitrag zur Prozesssicherheit leisten die Präzisionswerkzeugehersteller wie die Mapal Dr. Kress GmbH, die beispielsweise Bohrer vorstellt, mit denen sich sogenannte Stack-Materialien, Verbundwerkstoffe aus Composites und Metall in einem einzigen Schritt aufbohren lassen, und das mit präzisen Bohrungen im Toleranzbereich H8 und einem Prozessfähigkeitsindex CpK von mehr als 1,4. Einen Spezialbohrer zeigt auch LMT. Der ‚DFC Compression Mill‘ komprimiert durch seine Formgebung das Material und verhindert so die gefürchtete Delamination. [red/amb]

Autor/in:
Redaktion Metall
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