Methodik zur Optimierung der Wirkbeziehungen zwischen additiver und spanender Fertigung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Berend Denkena; Professor Dr.-Ing. Roland Lachmayer
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 513747002

Ziel des Vorhabens ist es, auf Basis des Ansatzes der Technischen Vererbung eine Methodik zu entwickeln, welche die Wirkbeziehung zwischen additiver und spanender Fertigung analysiert und gewonnene Informationen aus der Produktion in den Produktentwicklungsprozess der nachfolgenden Produktgeneration einfließen lässt. Das Wissen wird dazu genutzt, um die Kombination aus additiver Urformung und spanender Bearbeitung ganzheitlich zu optimieren. Dabei gilt es die Potentiale hinsichtlich der Effizienz und der Herstellbarkeit von Werkstücken zu ergründen. So ist eine der Hauptannahmen, dass durch zusätzliche Versteifungen die spanende Bearbeitung von zu Schwingungen neigenden Bauteilen (z. B. dünnwandig oder lang auskragend) überhaupt erst ermöglicht wird. Zur Vertiefung der Informationsrückführung zwischen der Fertigung und der Produktentwicklung werden während des Forschungsvorhabens in mehreren gefertigten Bauteilgenerationen gezielt Versteifungsstrukturen in der additiven Fertigung eingebracht. Die Versteifungen haben das Ziel, während der spanenden Bearbeitung auftretende Schwingungen zu vermindern und so die Qualität und Effizienz bei der Herstellung der Funktionsflächen zu steigern. Die finale Bauteilgeometrie wird hierdurch nicht verändert, da die Versteifungen während der Bearbeitung wieder entfernt werden. Die Gestaltungsfreiheiten der additiven Fertigung werden somit fertigungsbezogen ausgenutzt, allerdings verursachen die Versteifungsstrukturen je nach Ausmaß erhöhte Aufwände in der Fräsbearbeitung. Aus diesem Grund ist hier ein Zielkonflikt zwischen einem möglichst steifen Produkt und einer minimalen Bearbeitungszeit in der spanenden Bearbeitung aufzulösen, was durch eine Bewertungsfunktion unterstützt werden soll. An der Verfahrenskombination additiv/ zerspanend soll außerdem ein Daten- und Informationsrückfluss zur Verbesserung und Anpassung von Bauteilen in der Produktentwicklung etabliert werden. Mit Hilfe von mehreren Bauteilgenerationen wird die Rückführung und Anwendung von erarbeiteten Informationen und Wissen entsprechend der Technischen Vererbung demonstriert und in eine teilautomatisierte Anpassung der Versteifungen überführt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Dr.-Ing. Volker Böß; Dr.-Ing. Iryna Mozgova