Horizontales 5-Achsen Bearbeitungszentrum

• Fachliche Zuordnung: Produktionstechnik
• Förderung: Förderung in 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 469991284

Neue Konzepte im Bereich der Energieerzeugung und die konsequente Steigerung der Ressourceneffizienz im Bereich Luftfahrt erfordern zunehmend die Erforschung von Prozessketten zur Fertigung großer und gleichzeitig sehr präziser Bauteile wie Großzahnräder, Strukturbauteile oder Turbomaschinenkomponenten. Die Bearbeitung von Bauteilen aus schwer bearbeitbaren Werkstoffen und Bauteilen mit höchsten Präzisionsanforderungen stellt seit vielen Jahren einen Schwerpunkt der Forschung am WZL der RWTH Aachen dar. Grundsätzliche Erkenntnisse aus diesen Arbeiten lassen sich jedoch nicht ohne weiteres auf Großmaschinen und die Bearbeitung von größeren Bauteilen aus den genannten Bereichen übertragen. Ein Grund hierfür sind mechanische, thermische und dynamische Prozesseigenschaften bei der Bearbeitung dieser Bauteile, welche sich häufig nicht linear zur Bauteilgröße verhalten und entsprechend nicht von kleineren Bauteilen hochskalieren werden können. Für die Prozessoptimierung in der Großbauteilefertigung muss insbesondere auch das technologische System Großmaschine einbezogen werden, welches einzigartige Eigenschaften im Vergleich zu kleineren Maschinen aufweist. So haben Großmaschinen ebenso wie das Bauteil ein grundsätzlich anderes thermisches, mechanisches und dynamisches Verhalten aufgrund ihrer größeren Massen, Eigenfrequenzen erhöhten Antriebsleistungen, abweichenden Konstruktionen, Kinematik und erhöhten Verfahrwegen. Trotzdem müssen sie ähnliche Genauigkeitsanforderungen im einstelligen Mikrometerbereich bei wesentlich erhöhten Zerspanraten erreichen. Dieses Verhalten lässt sich nur anhand einer Großmaschine untersuchen und insbesondere an einer solchen, die über universelles und weitrechendes Leistungsspektrum verfügt. Im Antrag wird der folgende Argumentationsstrang verfolgt: In Kapitel 3 wird für die einzelnen Arbeitsgruppen dargelegt, welche Forschungsprojekte im Zusammenhang zur Großbauteilefertigung und zu 5-Achsen Großbearbeitungszentren in den nächsten Jahren durchgeführt werden sollen. Anhand dieser Forschungsprojekte werden quantifizierbare maschinenspezifische Anforderungen abgeleitet und begründet, warum bestimmte Maschineneigenschaften erforderlich sind. Schließlich wird in Kapitel 4 die favorisierte Gerätekonfiguration gegenüber alternativen Maschinen auf technologischer Ebene abgegrenzt und damit deren Einzigartigkeit in Bezug auf die gestellten Anforderungen herausgearbeitet.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Horizontales 5-Achsen Bearbeitungszentrum
• Gerätegruppe: 2030 Fräsmaschinen
• Antragstellende Institution: Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Thomas Bergs