m2FLEX

Verbundvorhaben

m2FLEX - Miniaturisierte parallelkinematische Produktionsanlagen für die flexible Bearbeitung von Präzisionsbauteilen

Konzeptentwurf als 3D-Modell

Projektinhalt/Zielsetzung

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. Entsprechende Maschinen zur Mikro- und Präzisionsbearbeitung sind groß, d.h. der Bauraum ist ca. 200- bis 500-fach größer als die Werkstückabmessungen, und schwer (üblicherweise 2 bis 6 Tonnen). Ihre Herstellung ist damit sehr 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.

Gesamtziel des Verbundvorhabens sind Entwicklung, Bau und experimentelle Eigenschaftsermittlung verschiedener  Parallelkinematik-basierter Demonstratoren für die Präzisionsbearbeitung kleiner Bauteile. Gegenüber einer Referenzmaschine, die dem derzeitigen Stand der Technik entspricht, soll eine sprunghafte Verkleinerung von Maschinengröße (<20%), Maschinenmasse (<10%), Anschlussleistung (<20%) und Herstellungskosten (<50%) erreicht werden.

Entwickelt wird ein modulares Maschinen-, Spann- und Anlagenkonzept. Die eigentliche Bearbeitungseinheit soll sowohl als eigenständige Maschine (stationär und mobil) genutzt werden können als auch in Produktionsanlagen integrierbar sein. Bestandteil der zu entwickelnden Maschinenkonzepte und Demonstratoren sind neuartige Lösungen für das Spannen von Werkstücken und Werkzeugen, auch unter Verwendung adaptronischer Werkstoffe. Auch in diesem Punkt ist das Ziel die sprunghafte Verkleinerung von Masse, Größe und Kosten.

Förderprogramm

BMBF-Ausschreibung  „Forschung für die Produktion von morgen“ Themenfeld: Produktionsanlagen für Wachstumsmärkte – intelligent einfach und effizient 

Teilprojekte und Ansprechpartner

Miniaturisierte parallelkinematische Basismaschine

Ziele des Teilvorhabens sind Konzeptentwicklung, Entwicklung von Maschinenkomponenten und Bau von zwei unterschiedlichen, parallelkinematischen Basismaschinen (Demonstratoren) für die Präzisionsbearbeitung kleiner Teile. Gegenüber dem Stand der Technik soll eine sprunghafte Verkleinerung von Maschinengröße, Maschinenmasse, Anschlussleistung und Herstellungskosten erreicht werden. Die beiden geplanten Demonstratoren unterscheiden sich nach ihrem Grundprinzip dadurch, dass bei einem Demonstrator das zu bearbeitende Werkstück 6-achsig bewegt wird und dass bei dem anderen Demonstrator das Bearbeitungswerkzeug (zum Beispiel Frässpindel) 5-achsig bewegt wird. Beide Demonstratoren sollen als Parallelkinematiken ausgebildet sein.

Kontakt

Metrom Mechatronische Maschinen GmbH
Schönaicher Straße 6
09232 Hartmannsdorf
Susanne Witt
Telefon: +49 3722 5986310
Fax: +49 3722 5986319
E-Mail: susanne.witt@metrom.com
www.metrom-mobil.com

Forschung und Entwicklung für ein Maschinensystem (Demonstrator) zur Herstellung von Hochsicherheitsschlüsseln auf der Basis miniaturisierter parallelkinematischer Funktionsprinzipien

Das FuE-Teilprojekt zielt auf die Entwicklung neuer Technologiekonzepte und Bearbeitungsstrategien für die Präzisionsbearbeitung komplexer Hochsicherheitsschlüssel bei gleichzeitiger Miniaturisierung ausgewählter Komponenten der zugehörigen Maschinenperipherie. Die Forschungsarbeiten sollen die Grundlage für ein innovatives Maschinenkonzept auf der Basis einer neuartigen miniaturisierten parallelkinematischen Präzisionsbearbeitungseinheit zur Herstellung von Hochsicherheitsschlüssel bilden. Das Projekt soll technische, sicherheitsrelevante versicherungsrechtliche Möglichkeiten aufzeigen, um durch dezentrale Herstellung von Hochsicherheitsschlüsseln kurzfristig Kundenwünsche auch weit entfernt vom Lieferanten zu realisieren. Dabei sollen Einzelschlüssel und Kleinserien gefertigt werden.

Kontakt

HEITEC Auerbach GmbH & Co. KG
Gewerbering 1
08236 Ellefeld
Matthias Strobel
Telefon: +49 3745 78680
Fax: +49 3745 786830
E-Mail: Matthias.Strobel@Heitec-Soma.de
www.heitec-soma.de

Spannsysteme für miniaturisierte Produktionsanlagen

Die Zielstellung des Teilvorhabens „Spannsysteme für miniaturisierte Produktionsanlagen“ ordnet sich in die übergeordnete Zielstellung des Gesamtprojekts m2FLEX ein, in dessen Mittelpunkt die Entwicklung, der Bau und die experimentelle Eigenschaftsermittlung verschiedener PKM-basierter Demonstratoren für die Präzisionsbearbeitung kleiner Teile stehen. Die generelle Zielstellung ist die Erfüllung der für die Maschine mit Parallelkinematik definierten Anforderungen. Die Größe und die Art der Spannsysteme richtet sich dabei insbesondere nach dem Maschinenkonzept. So sind sowohl Maschinenkonzepte mit bewegter Spindel als auch solche mit ortsfester Spindel und bewegtem Werkstück geplant. Gleichzeitig wird die Zielstellung für die Spannsysteme weiter gefasst, um die geplante Entwicklung von Spannsystemen auch in anderen Werkzeugmaschinen kleiner Bauart einsetzen zu können. Damit wird die Plattform für eine wirtschaftliche Verwertbarkeit der Entwicklung erweitert.

Kontakt

OTT-JAKOB Spanntechnik GmbH
Industriestraße 3-7
87663 Lengenwang
Dr.-Ing. Stefan Bonerz
Telefon: +49 8364 9821-273
Fax: +49 8364 9821-10
E-Mail: bonerz@ott-jakob.de
www.ott-jakob.de

Auswirkung von Skalierungseffekten auf Maschineneigenschaften und Technologieintegration

Im Kontext der wissenschaftlichen Unterstützung der Industriepartner ist das Ziel des Fraunhofer IWU innerhalb des Projektes die Verbesserung von Simulations- und Auslegungsmethoden für miniaturisierte Werkzeugmaschinen und deren Komponenten sowie die Integration verketteter und hybrider Prozesse für die anwendungsspezifische Mikro- und Präzisionsbearbeitung. Ergebnisse werden entsprechend qualifizierte und auf miniaturisierte Werkzeugmaschinen zugeschnittene Modelle und Methoden zur Auslegung und Eigenschaftsbewertung sein.

Kontakt

Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU
Reichenhainer Straße 88
09126 Chemnitz
Udo Eckert
Telefon: +49 371 5397-1932
Fax: +49 371 5397-1930
E-Mail: udo.eckert@iwu.fraunhofer.de
www.iwu.fraunhofer.de