Erneuerung einer BTA-Tiefbohrmaschine

• Fachliche Zuordnung: Produktionstechnik
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 584606233

Für die Realisierung von hochpräzisen Tiefbohrbohrungen mit großen Länge-zu-Durchmesser-Verhältnissen und die Fertigung von Komponenten mit komplex gestalteten Bohrungsinnenkonturen mit Auskammerwerkzeugen ist der Einsatz speziell dafür ausgelegter Tiefbohrmaschinen erforderlich. Auf der zu erneuernden BTA-Tiefbohrmaschine finden seit Jahrzehnten Untersuchungen zur Optimierung von BTA-Tiefbohrprozessen und zur Entwicklung neuartiger Werkzeugsysteme statt, die einen zentralen Forschungsschwerpunkt am Institut für Spanende Fertigung darstellen. Die Erneuerung und der Ersatz kritischer Komponenten des Auskammerwerkzeugantriebssystems, welches als zusätzliche NC-Achse in die Maschine integriert ist, stellt die Präzision, Wiederholgenauigkeit und Prozessstabilität der Tiefbohrmaschine wieder her. In Verbindung mit der Erneuerung des damit gekoppelten Wegmesssystems der Werkzeugspindel und Komponenten der Maschine zur Aufnahme der Werkstücke und Werkzeugsysteme wird die Maschine damit für den Einsatz in zukünftigen Forschungs- und Entwicklungsprojekten qualifiziert. Ein zentraler Nutzungsbereich der Maschine ist dabei die Entwicklung und Analyse von neuartigen Werkzeugsystemen zur Bohrungsinnenbearbeitung. Hierbei ermöglicht die zusätzliche NC-Achse der Tiefbohrmaschine bei den sogenannten Auskammerwerkzeugen eine radiale Ausstellung der Werkzeugschneide innerhalb der Bohrung und damit die Realisierung einer CNC-gesteuerten Bearbeitung der Bohrungskontur auch in großen Bohrtiefen. Neben einfachen Nuten und Taschen sind über diese Verfahren auch komplexe Geometrien und sogar Gewinde herstellbar. Im Fokus der Forschungen steht dabei die gezielte Anpassung der Werkzeuge auf die geforderten Bauteilgeometrien sowie die Erhöhung der Präzision und der Qualität der Bearbeitung. Insbesondere bei der Bearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe stellen die Optimierung der Spanbildung und die Reduktion des Werkzeugverschleißes durch angepasste Schneidengeometrien und Bearbeitungsparameter weitere Schwerpunkte dar. Im Bereich der konventionellen BTA-Tiefbohrbearbeitung stehen Untersuchungen zum dynamischen Werkzeugverhalten der lang auskragenden Werkzeuge sowie Analysen der Wechsel-wirkungen zwischen dem Bohrprozess und den in der Bohrungsrandzone resultierenden Eigenschaften im Fokus. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Integration von Sensorsystemen zur Überwachung und Regelung der Tiefbohrprozesse. Die Geräteerneuerung sichert die langfristige Nutzbarkeit der Maschine für eine Vielzahl von Verfahren und Prozessen und erlaubt damit den weiteren Einsatz in der Grundlagenforschung sowie in anwendungsorientierten Forschung- und Entwicklungsprojekten.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Erneuerung einer BTA-Tiefbohrmaschine
• Gerätegruppe: 2020 Bohrmaschinen (spanend)
• Antragstellende Institution: Technische Universität Dortmund
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Dirk Biermann