CNC-Drehmaschine mit Y-Achse und angetriebenen Werkzeugen für die Komplettbearbeitung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Essentielle Randbedingungen für den Einsatz von polykristallinen Diamantschneidstoffen (PKD) für die Bearbeitung von höherfesten Gusseisenwerkstoffen konnten durch zerspanungstechnologische und materialwissenschaftliche Untersuchungen in den vergangenen Jahren aufgezeigt werden. Hierzu wurde im Rahmen des von der DFG geförderten Projekts „Das Verschleißverhalten von polykristallinem Diamant bei der Zerspanung von eisenhaltigen Werkstoffen unter dem Einsatz von gas- und fluidbasierten Kühlungssystemen“ der Einfluss verschiedener PKD-Schneidstoffsorten (unimodal - multimodal, vollflächig - gelötete Schneidecken) und -formen (neutraler - positiver Freiwinkel) untersucht. Weiterhin wurden unterschiedliche Kühlschmierstrategien (CO2, kalte Druckluft, Emulsion und flüssiger Stickstoff) eingesetzt und deren Auswirkungen auf die auftretenden Verschleißerscheinungsformen erarbeitet. Qualitative Temperaturuntersuchungen mit einer Hochgeschwindigkeitsthermografiekamera, wie auch die materialwissenschaftlichen Modellversuche ergänzten und unterstützten die Erschließung der herrschenden Verschleißmechanismen. In einem von der Fritz und Margot Faudi Stiftung gefördertem Projekt wurden weiterhin zerspanungstechnologische Untersuchungen an Gusseisen und Titanlegierungen durchgeführt und erste stichpunktartige ökonomische und ökologische Modellrechnungen aufbereitet. Es konnte gezeigt werden, dass sowohl die Ökonomie als auch die Ökologie des Prozesses durch den Einsatz von CO2 gegenüber klassischer Emulsionskühlung verbessert werden kann. Ebenso wurden deutliche Vorteile hinsichtlich einer Verringerung von Werkzeugverschleiß bei gleichzeitiger Erhöhung der Produktivität bei der Zerspanung von Titan durch den Einsatz von CO2 gegenüber der Bearbeitung mit reiner Minimalmengenschmierung detektiert. In einem von der DFG geförderten Seed Fund aus dem Cluster of Excellence „Smart Interfaces (CSI)“ wurden Strukturierungsmethoden von Wendeschneidplatten zur gezielten Verbesserung des Wärmeübergangs in der Zerspanzone untersucht. Es konnte herausgearbeitet werden, dass durch eine Vergrößerung der durch das Kühlmedium angeströmten Oberfläche die Zerspantemperatur signifikant gesenkt werden kann. In der Lehre wird das Drehfräszentrum am PTW im Rahmen eines Tutoriums regelmäßig zur Ausbildung von angehenden Ingenieuren eingesetzt. Ziel ist es, die gesamte Prozesskette von der Produktentstehung und computerunterstützten Konstruktion über die Herleitung von CNC-Programmen aus dem CAM bis zur Herstellung des Bauteils umzusetzen und die Studenten an ein produktionsnahes Umfeld heranzuführen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Aussenlängsdrehen - Zerspanung eisenhaltiger Werkstoffe mit PKD kann wirtschaftlich sein. In: Maschinen Markt MM, Ausgabe 20, Jahrgang 2009, S. 52-56
Pfeiffer, Patrick; Schramm, Burkhard
- Es schneit im Arbeitsraum. In: Werkstatt + Betrieb WB, München, 11. Ausgabe, Jahrgang 142 (2009), S. 56-59
Abele, Eberhard; Pfeiffer, Patrick; Sieber, Marc
- Gussbearbeitung mit PKD. In: VDI-Z Integrierte Produktion, Ausgabe Spezial Werkzeuge, Jahrgang 151 (2009), S. 18-21
Abele, Eberhard; Pfeiffer, Patrick; Berger, Christina; Scheerer, Herbert
- In: Maschinen Markt : MM, Würzburg (19) pp. 22-25 (2010)
Sieber, Marc
- Kryogene Schwerzerspanung mit Diamant. In: Diamond Business, diamond business KG, Eltmann (3) pp. 26- 29. ISSN 1619-5558 (2010)
Sieber, Marc
- Baixissimas temperatures podem salvar ferramentes de PCD. In: Máquinas e Metais MM, Brasilien, Ausgabe 542, Jahrgang 47 (2011), S. 30-37
Abele, Eberhard; Pfeiffer, Patrick; Sieber, Marc
- CO2 fördert den Klimaschutz - Flüssiggaskühlung verlängert bei der Titanzerspanung die Standzeit von HM-Werkzeugen. In: Werkstatt + Betrieb : WB, München, 144 (10) pp. 26-29. ISSN 0043-2792 (2011)
Abele, Eberhard; Sieber, Marc
- Innovative Zerspanung von vermikularem Gusseisen (GJV). Randbedingungen und Einsatzgrenzen für PKD-Schneidstoffe zur Gussbearbeitung. In: wt Werkstattstechnik online, (2011), S. 57-63. ISSN 1436-4980
Abele, Eberhard; Pfeiffer, Patrick; Berger, Christina; Scheerer, Herbert
- Recent trends and developments in metal cutting processes. In: ECTA International Cutting Tool Conference 2011, Valencia, Spain, May 4th -7th, 2011
Pfeiffer, Patrick; Abele, Eberhard; Hohenstein, Julien
- Temperaturuntersuchungen bei der GJV-Zerspanung - Verbesserung des Wärmeübergangs von PKD-Schneidstoffen durch Strukturierungsmethoden. In: wt Werkstattstechnik online, Ausgabe 7/8, Jahrgang 101 (2011), S. 467-474. ISSN 1436- 4980
Abele, Eberhard; Pfeiffer, Patrick
- High Speed Machining: Still a challenge for large scale and widespread industrial applications. In: 9th International Conference on High Speed Machining 2012 - Innovations in Machining, Spain, San Sebastian, 2012
Abele, Eberhard; Pfeiffer, Patrick; Schäfer, Dominik
- Kryogenes Zerspanen mit CO2. In: VSI Seminar "Innovationspotential für Kühlschmierstoffe", 5./6. September 2012, Frankfurt
Pfeiffer, Patrick; Sieber, Marc
- Qualitäts- und Standwegerhöhung am Beispiel von Ventilführungs- und Zylinderbohroperationen (Quality and tool life improvement focusing reaming and cylinder boring operations). In: 5. Internationales Walter Automobil Forum, 13./14. November 2012
Pfeiffer, Patrick; Hauer, Thomas; Abele, Eberhard
- Spanende Bearbeitung von Gusseisenwerkstoffen. In: Gießerei-Seminar, 10./11. September 2012, Weinheim
Pfeiffer, Patrick
