Institut IFT
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Institut für Fertigungstechnik und Photonische Technologien
Univ.Prof.DI.Dr. techn.
Friedrich Bleicher

TEC-Lab - Labor für Fertigungstechnik
Franz-Grill-Straße 4,
Obj. 221, E311-1
1030 Vienna, Austria


DI Gerhard Wiesinger

+43-(1)-58801-311792
wiesinger@ift.at


Daniel Finkeldei, M.Sc.

+43-(1)-58801-31112
finkeldei@ift.at

Tagungsbüro

Fr. Andrea Kavourmas

Tel.: +43-(0)1-58801-31106
Fax: +43-(0)1-58801-31195
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Homepage: http://www.ift.at

Werkzeuguntersuchung und -entwicklung

In regelmäßigen Werkzeuguntersuchungen sind Werkzeughersteller herzlich eingeladen, sich mit Standard- und Prototypenwerkzeugen an dieser ausführlichen Untersuchungsreihe zu beteiligen. Zum einen wird hierbei die Zielsetzung verfolgt, über die Schaffung einer breiten Datenbasis den Zerspanungsprozess von Faserverbundwerkstoffen abzubilden. Zum anderen soll die Vielzahl der auf dem Markt befindlichen Zerspanungswerkzeuge in Hinblick auf Ihre Leistungsfähigkeit bei der FKV-Bearbeitung überprüft werden. Als zusätzlicher Anreiz werden die einzelnen Zerspanungswerkzeuge miteinander verglichen und einander in einem Ranking gegenüber gestellt.

Im direkten Vergleich zu den letzten drei Werkzeugbenchmarks ergibt sich eine konkrete Neuerung für den Ablauf und die Durchführung der diesjährigen Werkzeuguntersuchungen:

  1. Jeder teilnehmende Werkzeughersteller kann jeweils bis zu fünf Bohr- und Fräswerkzeuge zu der Werkzeuguntersuchung beisteuern.
  2. Die Bohr- und Fräswerkzeuge werden weiterhin anonymisiert behandelt und nur hinsichtlich ihrer Bearbeitungsergebnisse, nicht aber ihrer werkzeuggeometrischen Eigenschaften, veröffentlicht.
  3. Die Bohr- und Fräswerkzeuge werden entsprechend ihrer Werkzeuggeometrie klassifiziert und analysiert. In diesem Sinne soll eine gute Werkzeuggeometrie für die spanende Bearbeitung des verwendeten Faserverbundwerkstoffes gefunden werden.

Der Bearbeitungsablauf für die Bohrbearbeitung sieht wie folgt aus:

  1. Bearbeitung von 300 Bohrungen pro Werkzeug
  2. Kontinuierliche Beurteilung der Bauteilqualität; nach jeder 36. Bohrung wird Schädigung beurteilt
    > Qualitätsindex zu groß (QI > 2 %) -- Prozessabbruch
    > Variation des Parametersatzes für Verbesserung der Bearbeitungsqualität erlaubt
  3. Standzeituntersuchung mit bestem Werkzeug; Verschleißkriterium siehe Fräsuntersuchung
    > Beginn der Verschleißmessung nach 300 Bohrungen

Für die Fräsbearbeitung wird eine Standzeituntersuchung für alle Werkzeuge mit folgendem Verschleißkriterium durchgeführt:

  1. Beschichtungsabplatzung
  2. Verschleißmarkenbreite VBmax < 250 µm
  3. Verschleißmarkenbreite VBquer < 150 µm
  4. Kerbverschleiß VBnotch < 150 µm
  5. Qualitätsindex QI < 1 %
  6. Werkzeugstandzeit T > 20 min

Dabei ergibt sich auch hier eine konkrete Änderung im Vergleich zu den letzten drei Werkzeugbenchmarks:

  1. Es werden ausschließlich Vollnutenschnitte durchgeführt.
  2. In ersten Voruntersuchungen werden anhand von bis zu fünf Fräswerkzeugen grundlegende Parameteruntersuchungen (Schnittgeschwindigkeit- und Zahnvorschubvariation) durchgeführt
    > Ziel: Unter Berücksichtigung der erzielbaren initialen Bauteilqualität die Vorschubgeschwindigkeit zu beschleunigen
  3. Basierend auf dem Ergebnis der Voruntersuchung (gutes Verhältnis aus Vorschubgeschwindigkeit und QI) wird eine Standzeituntersuchung mit dem besten Werkzeug nach den oben angegebenen Prozessabbruchkriterien durchgeführt

Die Werkzeuguntersuchung 2019/2020 soll mit Bohrwerkzeugen des Durchmesserbereiches d = 6...7 mm und Fräswerkzeugen des Durchmesserbereiches d = 6...8 mm erfolgen. Interessierte Werkzeughersteller können sich gerne bei Herrn Daniel Finkeldei melden und die Anmeldeformalitäten durchführen.

Werkzeugbenchmarks 2013, 2015 und 2018

Insgesamt wurden bereits drei Werkzeugbenchmarks durchgeführt. Das Ziel dieser drei Benchmarks lag darin, Bohr- und Fräswerkzeuge von verschiedenen Werkzeugherstellern miteinander zu vergleichen und hinsichtlich ihrer erzeugten Bearbeitungsqualität bei der spanenden Bearbeitung von FKV (CFK, GFK und AFK) gegenüberzustellen und miteinander vergleichbar zu machen.

Die für die Öffentlichkeit bestimmten, anonymisierten Berichte können nachstehend eingesehen werden: