Im industriellen Umfeld werden zur Herstellung gratfreier Rohrzuschnitte überwiegend automatisierte Rohrsägeanlagen verwendet, die neben der eigentlichen Sägemaschine unter anderem auch angekoppelte Entgratsysteme umfassen. Durch zusätzliche Maschinen entstehen für kleine und mittelständische Unternehmen Investitionskosten sowie zusätzlicher Automatisierungs- und Handlingsaufwand. Mit dem Forschungsvorhaben wird eine Rohrsägelösung angestrebt, die das Entgraten durch den Einsatz von Hybridwerkzeugen in den Sägeprozess integriert und dadurch zusätzliche Bearbeitungsschritte überflüssig macht. Neben der Werkzeugtechnik werden auch im Bereich der Maschinentechnik Entwicklungen über den derzeitigen Stand der Technik hinaus angestrebt. Die bisher verwendeten Spannsysteme erlauben zwar eine Mehrfachspannung von Werkstücken sind aber speziell an die jeweilige Kontur angepasst und entsprechend nicht für eine flexible Fertigung geeignet. Mit einer neuartigen, flexiblen Spannlösung soll daher eine chaotische Produktion ermöglicht werden, wobei eine Deformation der dünnwandigen Rohre durch flächig wirkende Spannkräfte minimiert wird. Um darüber hinaus die steigenden Qualitätsanforderungen erfüllen zu können, soll erstmals eine magnetische Sägeblattführung in eine Kreissägemaschine integriert werden. Durch das kontaktlose Führungssystem sollen Werkzeugschwingungen aktiv gedämpft und dadurch die Schnittqualität erhöht werden.
Inhalte des Forschungsvorhabens
Das Forschungsvorhaben umfasst die Entwicklungen der Maschinentechnik zum erfolgreichen Einsatz des gratfreien Sägens dünnwandiger Rohre sowie die Entwicklung der hierfür benötigten Hybridkreissägewerkzeuge. Ziele des Vorhabens sind zum einen die Konzeptionierung, Konstruktion und der Aufbau einer Kreissägemaschine. Die Trennanlage zeichnet sich aufgrund der innovativen Systemkomponenten Spanntechnik und Werkzeugführung im Vergleich zum Stand der Technik durch eine präzise Schnittführung und flexible Bearbeitung von dünnwandigen Rohren mit unterschiedlichem Durchmessern aus. Darüber hinaus soll durch die Konzipierung, Entwicklung und Validierung von Hybridsägeblättern zusätzliche Entgratoperationen entfallen können. Damit ist eine umfassende Neugestaltung bzw. Verkürzung der bisherigen Prozesskette möglich, was ein hohes Kosteneinsparungspotenzial bietet.
Dabei ist sowohl die Gestaltung der Maschinentechnik, als auch die Entwicklung des Werkzeugs entscheidend für die präzise und gratfreie Sägebearbeitung. Das Forschungsvorhaben wird hierzu in folgende Teilschritte unterteilt:
- Entwicklung eines Hybridkreissägeblatts zum gratfreien Sägen und dessen Herstellung
- Entwicklung einer innovativen Spanntechnik für die chaotische Bearbeitung dünnwandiger Rohre
- Entwicklung einer Magnetführung für Kreissägewerkzeuge
Laufzeit
01.01.2020 – 31.12.2022
Projektform
ZIM-Kooperationsvorhaben gefordert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz BMWK
