Innovative Fertigungsprozesskette für die Herstellung von Kugellaufbahnfräsern

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Berend Denkena
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 547090216

Die Fertigung von Gelenkwellenteilen für die Automobilindustrie am Hochlohnstandort Deutschland steht unter einem erheblichen Kosten- und Innovationsdruck. Die Fertigungsprozesskette für die Herstellung von Kugelnaben stellt hierfür einen praktischen Anwendungsfall dar, in dem sowohl eine sehr hohe Produktivität als auch hohe Bauteilqualität gefordert sind. Ein wesentlicher Prozessschritt innerhalb der Prozesskette ist das Hartfräsen der Kugellaufbahnen mittels Fräsern aus polykristallinem kubischen Bornitrid (PcBN), sog. Kugellaufbahnfräser. Die Fertigung dieser Werkzeuge ist aufgrund der Bearbeitung des hochharten Schneidstoffs PcBN kosten- und ressourcenaufwändig. Weiterhin bestehen für die Hersteller von Gelenkwellenteilen aufgrund des globalen Wettbewerbs fortwährende Anforderungen, Werkzeug- und Prozesskosten zu senken und so am Weltmarkt zu bestehen. Durch abgeschlossene Grundlagenforschungsprojekte des IFW bestehen Kenntnisse, um zum einen die Produktivität der wesentlichen Prozessschritte der Werkzeugherstellung von PcBN-Kugellaufbahnfräsern zu erhöhen und zum anderen die Leistungsfähigkeit dieser Werkzeuge zu steigern. Die vorliegenden Kenntnisse beziehen sich auf die Lasermaterialbearbeitung von PcBN sowie die schleiftechnische Herstellung von PcBN-Werkzeugen. Der Erkenntnistransfer aus diesen Grundlagenforschungsprojekten in die Prozesskette der Herstellung von Kugellaufbahnfräsern bietet das Potential die Werkzeugfertigungskosten zu reduzieren, in dem effiziente und produktive Laserbearbeitungs- und Schleifstrategien entwickelt werden. Zusätzlich wird das bestehende und erweiterte Wissen genutzt, um lastangepasste Schneidkantenmikrogeometrie zu erzeugen, die eine Steigerung der Werkzeugleistungsfähigkeit und Bauteilqualität im Hartfräsen von Kugelnaben erlauben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen (Transferprojekt)
• Anwendungspartner: MAPAL Fabrik für Präzisionswerkzeuge Dr. Kress KG; Volkswagen AG