Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Aufbau eines Bohrwerkzeugs zur Herstellung kleiner, qualitätsgerechter Funktionsbohrungen in Hybridwerkstoffen

Hybridwerkstoffe aus FKV und Metall werden eingesetzt, wenn die Festigkeit von FKV nicht aus-reicht oder ein Anschluss an andere Strukturen erforderlich ist. Für die Bauteilmontage muss der Hybridwerkstoff gebohrt werden, wobei beide Werkstoffkomponenten unterschiedliche Anforde-rungen an die Bohrer und den Prozess stellen. Die zurzeit eingesetzten Sonderwerkzeuge können die Anforderungen nicht vollständig erfüllen, weshalb es häufig zu Werkstoffschädigungen kommt. KMUs, die direkt profitieren, sind Werkzeughersteller sowie OEMs oder Zulieferer, die Hybrid-werkstoffe bohren. Es kommen auch die KMUs in Frage, die kleine bis mittlere Stückzahlen für Freizeit- und Sportgeräte aus Hybridwerkstoffen anfertigen. KMUs unterliegen einem hohen nati-onalen und internationalen Konkurrenzdruck und müssen daher ihre Produktivität stetig erhöhen. Sie haben oft nicht die notwendigen Kapazitäten, um ihre Prozesse anzupassen oder neue Werk-zeuge zu entwickeln. Im beantragten Forschungsprojekt soll ein dreistufiges Bohr- und Spindel-werkzeug entwickelt werden, mit denen Hybridwerkstoffe prozesssicher zerspant werden kön-nen. Vergleichend zu bisherigen Forschungsarbeiten ergibt sich die Schwierigkeit aus der Werk-stoffkombination von GFK und Dualphasenstahl. Insbesondere für die benötigten kleinen Boh-rungsdurchmesser zwischen 6 mm und 10 mm muss ein neues Werkzeugkonzept entwickelt und untersucht werden. Die Bohrer sollen für eine flexible Fertigung auf Roboterzellen, Bearbeitungs-zentren und mit Borvorschubeinheiten einsetzbar sein, weil dies auch die Maschinen und Aggrega-te der Anwenderfirmen umfasst. Beim Bohren müssen die während des Prozesses entstehenden Späne und Stäube von der Zerspanstelle entfernt werden. Dafür wird neben dem neuen Stell-werkzeug eine Absaughaube angepasst, mit der mehr als 95 % der Späne erfasst werden sollen. Somit ist gewährleistet, dass KMUs die Bohrwerkzeuge in ihrer Produktion einsetzen und Hybrid-werkstoffe qualitätsgerecht zerspanen können.