Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

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  • Publication
    Herstellung und Einsatz von Wendeltiefbohrern zur Hartbearbeitung
    (Fraunhofer Verlag, 2016)
    Richarz, Sebastian
    Eine Innovation im Bereich der Tiefbohrbearbeitung ist vor einigen Jahren durch die Bereitstellung von Hochleistungswerkzeugen zum Wendeltiefbohren gelungen. Der Einsatz dieser Werkzeuge in Bearbeitungszentren ermöglicht im Vergleich zu konventionellen Tiefbohrwerkzeugen und im Vergleich zu alternativen Tiefbohrverfahren signifikante Produktivitätssteigerungen bei erhöhter Flexibilität. Inhalt der Arbeit ist die systematische Untersuchung der Herstellung und des Einsatzverhaltens von Wendeltiefbohrern mit dem Ziel einer prozess- und qualitätssicheren, wirtschaftlichen Bearbeitung von gehärteten Werkstoffen. Besonderes Augenmerk der Untersuchungen lag auf der Beurteilung des Einflusses fertigungsbedingter Toleranzen entlang der Herstellungskette der geometrisch komplexen innengekühlten Wendeltiefbohrwerkzeuge. Unter Einsatz geeigneter Werkzeuggeometrien mit hoher Symmetrie, verschleißbeständigen Hartstoffbeschichtungen und einer exakt abgestimmten Prozessführung einschließlich geeigneter Spannmittel und Kühlschmierstrategie lassen sich Wendeltiefbohrer zur Hartbearbeitung hochproduktiv und prozesssicher einsetzten, wobei hohe Bohrungsqualitäten erzeugt werden können. Treten dynamische Biegebelastungen aufgrund von Asymmetrien in den Vordergrund, so verringern sich Bohrungsqualität und Standmenge signifikant und es kommt, gerade im Bereich der Hartbearbeitung, zu geringen Prozesssicherheiten mit häufigem Totalversagen durch Werkzeugbruch.
  • Publication
    Keramische Schaftfräswerkzeuge für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von Nickelbasis-Legierungen
    (Fraunhofer Verlag, 2015)
    Wacinski, Manuel
    Die wirtschaftliche Bearbeitung von Nickelbasis-Legierungen gehört zu einer der herausforderndsten Aufgaben in der Fertigungstechnik. Moderne Schneidkeramiken haben in den vergangenen Jahren vielfach bewiesen, dass sie bei der Bearbeitung von Nickelbasis-Legierungen die Produktivität signifikant steigern können. Insbesondere Sialon-Keramik und Whisker-Keramik haben sich mittlerweile in Form von Wendeschneidplatten im Turbinenbau etabliert. Schaftwerkzeuge sind bisher jedoch nicht in diesen Schneidstoffen verfügbar. Die Bereitstellung keramischer Schaftfräswerkzeuge stellt damit einen wichtigen Beitrag zur kontinuierlichen Senkung von Herstellungskosten im Turbinenbau dar. Dieser Themenstellung widmet sich die vorliegende Arbeit. Es werden Werkzeuggeometrien entwickelt, Prozessumgebungen beschrieben sowie Betrachtungen zur Reduzierung von Hauptzeiten am Beispiel einer Turbinenleitschaufel durchgeführt, die wichtige Impulse für die industrielle Anwendung liefern. Die Ergebnisse der Untersuchungen zum Werkzeugverschleiß sowie der Simulation von Spannungsverteilungen eröffnen Ansatzpunkte für weiterführende wissenschaftliche Arbeit.