Miniaturisierte parallelkinematische Produktionsanlagen für die flexible Bearbeitung von Präzisionsbauteilen (m2FLEX)

Problemlage
Bei der Bearbeitung komplexer Präzisionsbauteile aus den Bereichen Medizintechnik, Uhrenindustrie, Verdichterkomponenten, Schließanlagen-/Schlüsselindustrie und Trägersegment-/Gehäusefertigung in immer kleineren Dimensionen und wachsender Variantenvielfalt sind stetig steigende Anforderungen an Werkzeugmaschine, Bearbeitungsprozess, Prozessführung und Bewertungsverfahren zu beobachten.
Heute sind Maschinen zur Mikrobearbeitung groß und schwer. Ihre Herstellung ist damit kostenaufwändig.
In zunehmendem Maße erwarten potenzielle Kunden sowohl leichtere als auch kostengünstigere Anlagen die mindestens die Leistungsparameter erreichen, die die heute am Markt angebotenen Anlagen besitzen.

Zielstellung
Ziel des Verbundvorhabens m2FLEX ist die Entwicklung und Umsetzung eines modularen, parallelkinematischen Maschinenkonzepts für die 5-achsige Präzisionsbearbeitung sehr kleiner Werkstücke.Gegenüber einer Referenzmaschine, die den gegenwärtigen Stand der Technik verkörpert, ist eine sprunghafte Verkleinerung von Maschinengröße, Maschinenmasse, Anschlussleistung und Herstellungskosten zu erreichen. Zielparameter sind:
– Masse < 10% zum Stand der Technik - Lineare Abmessungen < 20 % zum Stand der Technik - Anschlussleistung < 20 % zum Stand der Technik - Produktionskosten < 50% zu vergleichbaren Anlagen 2015. Vorgehensweise Basis für die Entwicklung der beiden Typen von Bearbeitungsmaschinen ist ein bereits existierendes, modulares, parallelkinematisches Maschinenkonzept. Der Einsatz der patentierten Parallelkinematik ermöglicht und erfordert innovative Antriebs- und Steuerungskonzepte. Neuartige Spannkonzepte für die Werkstücke und die Bearbeitungswerkzeuge werden zur Umsetzung der beiden Konzepte entwickelt und in die Bearbeitungsmaschinen integriert. Gleiches gilt für die zu entwickelnden steuerungstechnischen Lösungen. Die Maschinenkomponenten, von der Kinematik über die Werkzeugspannung bis zur Werkstückspannung, sollen als Teile eines Baukastensystems gestaltet werden. Auf diese Weise soll es gelingen, eine flexible und wettbewerbsfähige Maschinenkonfiguration an verschiedene Fertigungsaufgaben anzupassen. Ein völlig neuartiger Ansatz ist dabei die Nutzung einer miniaturisierten Parallelkinematik zur Handhabung von Präzisionsbauteilen während des gesamten Bearbeitungsprozesses. Ergebnisverwertung Die flexiblen Parallelkinematiken bilden die Grundlage und sind zugleich Anregung für die Weiterentwicklung des Produktportfolios der Projektpartner sowohl hinsichtlich der Bereitstellung von Anlagentechnik zur Präzisionszerspanung als auch bei der Herstellung anspruchsvoller mechatronischer Komponenten. Insbesondere durch die Umsetzung des parallelkinematischen Maschinenkonzepts können im Bereich der Präzisionszerspanung kleiner und hochgenauer Strukturen Anwendungsfälle erschlossen werden, die bei gleichem Arbeitsraum bis dahin wesentlich größeren Bearbeitungsmaschinen vorbehalten waren.

• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• HEITEC Auerbach GmbH & Co. KG
• METROM Mechatronische Maschinen GmbH
• Ott-Jakob Spanntechnik GmbH