Entwicklung innovativer Werkzeug- und Prozesstechnologie für das maschinenintegrierte Oberflächenfinish komplexer 3D-Bauteile (SquisH)

Problemstellung
Der Werkzeug- und Formenbau ist ein bedeutender Wirtschaftszweig, welcher komplexe hochpräzise Bauteile, beispielsweise zur Herstellung von Blechen für die Automobilindustrie, erzeugt. Um die geforderten Genauigkeiten und Oberflächenqualitäten der Formwerkzeuge zu erreichen, müssen in der Produktion einzelne nacheinander geschaltete Fertigungsschritte durchlaufen werden. Der letzte Fertigungsschritt ist dabei in der Regel ein zeit- und kostenintensiver manueller „Finish“-Prozess zum Polieren der Bauteile. Eine automatisierte Finishbearbeitung auf Werkzeugmaschinen ist nur durch komplexe Sonderaufbauten möglich und somit für die Einzelteilfertigung im Werkzeugbau nicht wirtschaftlich interessant.

Projektziel
Das KMU-innovativ-Projekt SquisH entwickelt ein neuartiges maschinenintegriertes und automatisiertes Finishverfahren. Hierzu bedarf es der systematischen Weiterentwicklung von bestehenden Werkzeugkonzepten sowie der notwendigen Anpassung der Prozesstechnologie.

Vorgehensweise
Zur Qualifizierung der neu entwickelten Werkzeuge werden die prozessseitigen Eingangsgrößen, wie Zustellungen und Drehzahl, hinsichtlich der erzielten Oberflächenqualität untersucht. Im nächsten Schritt sind zur Steigerung der Leistungsfähigkeit angepasste Prozessführungs- und Kühlschmierstrategien zu entwickeln. Auf Basis der Erkenntnisse werden Gestaltungsregeln und Handlungsrichtlinien für die reproduzierbare Nutzung der Technologie abgeleitet. Zur Erprobung der neu entwickelten Prozesstechnologie sind repräsentative Demonstratoren geplant, wie z.B. Spritzguss- oder Tiefziehwerkzeuge.

Anwendungspotential und erwartete Ergebnisse:
Die Erkenntnisse des Projektes befähigen die Unternehmen, eine leistungsfähige Prozesstechnologie für das maschinenintegrierte Finish von komplexen dreidimensionalen Formwerkzeugen anzuwenden. Auf Basis der Projektergebnisse wird eine signifikante Verkürzung der bisherigen Fertigungsprozesskette zur Herstellung von Formwerkzeugen von 20 Prozent erwartet. Aufgrund der verbesserten Oberflächenqualität können die Instandhaltungsaufwände für die Formwerkzeuge um 30 Prozent reduziert werden. Eine Verwertung in weiteren Branchen, wie z.B. dem Turbomaschinenbau oder der Medizinaltechnik, wird angestrebt.

• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• Heinz Schwarz GmbH & Co. KG
• Klaucke & Meigies Formenbau GmbH
• Mössner GmbH
• Zecha Hartmetallwerkzeugfabrikation GmbH