Fräswerkzeuge aus CFK senken Energiekosten

Leichtbau funktioniert auch für Werkzeuge. Das zeigt ein Kombinationswerkzeug für die Holzbearbeitung aus CFK-Werkstoffen,, das am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA entwickelt wurde.

Zur Herstellung von Fenster- oder Türrahmenprofilen sind häufig mehrere Fräswerkzeuge in einer Werkzeugaufnahme gleichzeitig im Einsatz. Diese unterschiedlichen Scheibenfräser summieren sich zu einem beachtlichen Gesamtgewicht, das zusätzlich einen hohen Energieeinsatz erfordert. Michael Lorenz von der Abteilung Leichtbautechnologien des Fraunhofer IPA und Samuel Tröger von der Keim Kunststofftechnik GmbH haben nun ein Fräswerkzeug mit hohem CFK-Anteil entwickelt, das nur noch rund ein Kilo wiegt und energiesparend eingesetzt werden kann.

Bild oben: Scheibenfräser in hybrider Bauweise und CFK-Grundstruktur. (Quelle: Fraunhofer IPA / Rainer Bez)

Die CFK-Fasern werden für mehr Stabilität mit einem von Keim Kunststofftechnik entwickelten Verfahren auf zuvor festgelegten Bahnen abgelegt und symmetrisch angeordnet, um die Prozesskräfte zu kompensieren. Ein Industrieroboter verklebt die Fasern ressourceneffizient. Der Scheibenfräser ist dadurch sehr widerstandsfähig: Er zeigte während einer Hochgeschwindigkeitsprüfung erst bei 17.000 Umdrehungen pro Minute leichte Schäden. Das entspricht einer dreimal höheren Geschwindigkeit als im Praxisbetrieb üblich.

„Insgesamt haben die Versuche ergeben, dass ein aus CFK gefertigtes Fräswerkzeug bessere Eigenschaften hat als herkömmliche aus Stahl oder Aluminium hergestellte Werkzeuge.“
Michael Lorenz, Fraunhofer IPA

Da die Fertigung von Scheibenfräsern mit CFK-Anteil zeitintensiv ist, ist sie derzeit noch nicht für die Massenproduktion geeignet. Einzelne Produktionsschritte werden zudem noch manuell ausgeführt. Derzeit arbeiten die Projektpartner daran, den Prozess für eine wirtschaftliche Fertigung in höheren Stückzahlen zu optimieren.


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Quelle und weitere Infos: Maschinenmarkt.de, Marketsteel.de

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