Ultraschallüberlagertes Kreissägen

Entwicklung des Verfahrens und der Anlagentechnik für ultraschallüberlagertes Kreissägen, Trennschleifen und Kreismessern

Die Zielsetzungen bei der Auslegung von Kreissägewerkzeugen sind die Erzielung hoher Schnittqualitäten und Laufruhe bei möglichst maximaler Standzeit und gleichzeitig geringen Stammblattstärken. Trotz aufwendiger Werkzeug- und Schneidstoffentwicklungen in den letzten Jahrzehnten wurden viele dieser Anforderungen bis heute nur bedingt erfüllt. Große Zerspankräfte bei der Bearbeitung von Metallen führen zu hohen Werkzeugbelastungen, zu deutlichen Schwingungserscheinungen und somit zu starker Geräuschemission. Bei Faserverbund- oder Holzwerkstoffen bedarf es einer sehr sauberen Abtrennung der Fasern, da es sonst zu einer Minderung der Bauteilqualität kommt.

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Ziel muss es deshalb sein die Zerspankräfte und die Geräuschemission bei gleichzeitigem Einsatz dünnerer Werkzeuge zu reduzieren. Außerdem eine Lösung zu finden, bei welcher sowohl hohe Standzeiten als auch zuverlässig gute Schnittqualitäten erreicht werden. Der Einsatz der ultraschallüberlagerten Zerspanung bietet zur Lösung dieser Problemstellungen einen sehr guten Ansatz, denn für andere spanende Verfahren, wie Bohren und Fräsen, wird eine Schwingungsüberlagerung bereits erfolgreich eingesetzt.

Inhalte des Forschungsvorhabens

  • Analyse der Anforderungen für die Kombination von Ultraschall- und Kreissägeprozess
  • Entwicklung und Anpassung des gesamten Ultraschallstrangs unter direkter Einbeziehung der Kreissägewerkzeuge und der gesamten Anlagentechnik
  • Experimentelle Untersuchung sowie Messung und Analyse des Kreissägeprozesses als Funktionsnachweis und zur Ableitung von Optimierungserkenntnissen

Zur Durchführung der experimentellen Untersuchungen sowie zum Nachweis der Leistungsfähigkeit entsteht im Vorhaben ein Prototyp zur Zerspanung von Holz-, Metall- und Verbundwerkstoffen.

Die technologische Entwicklung besteht in der erstmaligen Umsetzung von Ultraschallüberlagerung auf scheibenförmige Werkzeuge mit hohen Drehzahlen und Drehmomenten und dem daraus entstehenden innovativen Verfahren „Ultraschallsägen“.

Laufzeit
01.04.2015 – 31.06.2017

Projektform
Multilaterale Projektkooperation gefördert durch „Externer Link ZIM – Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand“ sowie „Externer Link EUREKA – Europäische Initiative für anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung in internationalen Projektkooperationen

Forschungspartner
Zusammenarbeit mit mehreren Industriepartnern