Steigende Anforderungen an Produktivität, Fertigungsgenauigkeit, Flexibilität und Energieeffizienz sind nur einige Aspekte, die bei der Entwicklung neuer Produktionsanlagen berücksichtigt werden müssen. Das Fraunhofer IWU gestaltet Innovationen rund um die Werkzeugmaschine und deren Peripherie mit.

Die Reduzierung der Durchlaufzeiten und die Erhöhung der Fertigungsgenauigkeit sind für die kostengünstige Herstellung von Werkzeugen für die Blech- und Massivumformung ebenso wichtig wie für die hochproduktive Massenfertigung von Teilen des Fahrzeugantriebsstrangs. Unsere zentralen Arbeitsschwerpunkte sind die Ermittlung und Umsetzung der daraus für die Werkzeugmaschinen und deren Hauptbaugruppen entstehenden Anforderungen wie höhere Beschleunigungen und Geschwindigkeiten der Vorschubachsen, die Erhöhung der Drehzahl für die HSC-Bearbeitung sowie selbstoptimierende Genauigkeitsregelungen und Rekonfigurierbarkeit.

Zum Erreichen einer hohen Dynamik kommt es vor allem auf geringe bewegte Massen an. Dies wird sowohl durch neue Aufbauprinzipien der Maschinen als auch durch die konsequente Anwendung der Leichtbauweise – zum Beispiel durch Nutzung von Metallschäumen als Konstruktionswerkstoff für Baugruppen – erreicht. Schwerpunkte unserer Forschungsarbeiten sind neben der präventiven Eigenschaftsermittlung durch experimentelle Untersuchungen und FEM-Berechnung auch die Simulation des Bewegungs- und Kollisionsverhaltens von Maschinen, unter anderem mit Hilfe der Virtuellen Realität.

Genauigkeitsbeeinflussende Komponenten können in die Steuerung integriert werden. Wir entwickeln Methoden und Werkzeuge zur systematischen Auslegung und Optimierung von Parallelkinematiken. Elektromechanische Antriebe zur Erzeugung der Haupt- und Vorschubbewegung sind Know-how bestimmende Baugruppen von Werkzeugmaschinen. Die bedarfsgerechte Auslegung von Antrieben und Strukturen gewinnt unter ressourceneffizienten Gesichtspunkten immer mehr an Bedeutung. Dieser aktuelle Trend wird bei Umformmaschinen durch den Einsatz großer Servoantriebe als Hauptantriebe nachgewiesen.

Die Erhöhung der Fertigungsgenauigkeit und der Wegfall des Kühlschmiermitteleinsatzes bei der Trockenbearbeitung sind Entwicklungstrends, die der Thermoforschung eine große Bedeutung zukommen lassen. Eine thermisch robuste Maschinengestaltung und die Kompensation thermisch bedingter Verlagerungen an Werkzeugmaschinen sind unsere wichtigsten Aufgaben in diesem Bereich.