Forschungsprojekt

5-Achs-Bearbeitung

Zielbranchen

Metallerzeugung und -bearbeitung, Werkzeugherstellung

Problemstellung

Der Bearbeitungs- und Zeitaufwand zur Herstellung von Freiformoberflächen im Werkzeugbau ist sehr hoch. Für eine schnelle und wirtschaftliche Werkzeugfertigung sind Alternativen zur konventionellen 3-Achs-Fräsbearbeitung notwendig. Der Einsatz effizienter 5-Achs-Zerspanungstechnologien kann Bearbeitungszeiten signifikant senken.
Zum einen können bei der Bearbeitung von Kavitäten und ähnlichen topologischen Ausprägungen das Aspektverhältnis der Werkzeuge deutlich reduziert und dadurch prozesssichere Fertigungsbedingungen realisiert werden. Zum anderen erlaubt die Anwendung 5-achsiger-Bearbeitungsstrategien für die Schlicht- und Vorschlichtbearbeitung die Substitution von Kugelkopffräsern durch effizientere Torusfräser.

Lösung

Oberflächen, die durch 5-Achs-Bearbeitung hergestellt wurden, zeichnen sich aufgrund der optimalen Ausrichtung des Bearbeitungswerkzeugs zur Werkstückoberfläche durch geringe Welligkeits- und Rauheitswerte aus. Der Nacharbeitsaufwand kann daher auf ein Minimum reduziert werden. Gleichzeitig wird die Eingriffsbreite der Werkzeuge erhöht und die Bearbeitungszeit signifikant gesenkt. Vor allem bei der 5-Achs-Bearbeitung von Werkzeugkomponenten aus Eisenguss- und Stahlwerkstoffen werden hohe Anforderungen an die eingesetzte Maschinentechnik gestellt. Gerade bei Schrupp- und Vorschlichtoperationen benötigen die Schwenkachsen der Bearbeitungszentren sehr hohe Haltemomente im lagegeregelten Betrieb. Durch die Anpassung der Bearbeitungsstrategien an die maschinenspezifischen Gegebenheiten können signifikante Vorteile erzielt werden.