Hochglänzende Freiformflächen auf Stahlwerkzeugen

Die Herstellung von Werkzeugen erfolgt bis zur Feinbearbeitung durch NC-Maschinen in einer vollautomatisierten Prozesskette. Die anschließende, manuell in bis zu 9 Schritten ausgeführte Endbearbeitung erfordert jedoch bis zu 50 % der Fertigungszeit und 15 % der Herstellkosten. Das Fraunhofer-IPT in Aachen entwickelt deshalb in Zusammenarbeit mit Industriepartnern im Forschungsprojekt MoldFinish eine Anlage zur automatisierten Endbearbeitung von Stahlformeinsätzen für den Werkzeug- und Formenbau. Die Anlage besteht aus einer Roboterzelle, einem konventionellen 6-Arm-Knickarmroboter, einer Werkstückhandhabung mit Poliersuspensionsversorgung, verschiedenen Nebenaggregaten und der kraftgeregelten Exzenterpolierspindel für übliche und neu entwickelte Polierwerkzeuge auf Membranbasis. Die Polierspindel (L = 450 mm, D = 160 mm, G = 42 kg) kann außerdem für die Beseitigung von Frässpuren auf gehärteten Flächen genutzt werden. Der Spindelrotor hat eine maximale Drehzahl von 6000 min-1; die notwendigen Bearbeitungskräfte reichen von maximal 5 N beim Läppen und Polieren bis zu 40 N beim Schleifen. Hauptfunktionen des entwickelten CAM-Moduls sind die Plannug der Prozesse, die Visualisierung und Modifikation von Soll- und Ist-Geometrien, die Visualisierung von Werkzeugwegen sowie die Speicherung und das Postprocessing von Daten. In einem erfolgreichen Vorversuch wurde bei der Hochglanzbearbeitung von Stahl 1.2343 in 6 Schritten eine Rauigkeit von Ra = 5 nm erreicht.