TaCoMA ­- Steigerung der Werkzeugstandzeit und Prozesssicherheit durch additiv gefertigte Fräswerkzeugträger mit tangentialem Plattensitz und strömungsmechanisch optimierten Kühlkanälen

Steckbrief

Eckdaten

Laufzeit:
01.03.2020 bis 28.02.2022
Organisationseinheit:
Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren, Zerspantechnologie
Fördergeber:
Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen AiF, Bundesministerium für Wirtschaft und Energie BMWi
Status:
Laufend

Forschungspartner

    • Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT  

Kontakt

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+49 241 80 20523

E-Mail

 

Im Forschungsvorhaben "TaCoMA" werden die Grundlagen zur Herstellung additiv gefertigter Fräswerkzeuggrundkörper systematisch erforscht. Die übergeordneten Projektziele sind die Herstellung verbesserter Fräswerkzeuge aus einem zu qualifizierenden Werkstoff mittels dem additiven Fertigungsverfahren Laser Powder Bed Fusion (LPBF) sowie die Ableitung von Gestaltungsrichtlinien zur Umsetzung in der Industrie. In jüngsten Forschungsarbeiten konnte gezeigt werden, dass durch die zielgerichtete Kühlschmierstoffzufuhr die Produktivität von Walzenstirnfräsern um 50 Prozent gesteigert werden kann. Jedoch ist die Fertigung der dafür notwendigen komplexen Kühlkanäle zeit- und kostenintensiv.

Die zentrale Innovation des Vorhabens besteht darin, die erhöhten Freiheitsgrade der additiven Fertigung für die Herstellung leistungsfähiger Fräswerkzeuge nutzbar zu machen. Außerdem werden Anforderungen an die Peripherie und die Prozesseinstellgrößen für einen effizienten Einsatz bei Endanwendern in der Zerspantechnik bestimmt. Dazu wird die Kühlschmierstoffzufuhr an den Kanalübergängen und Austrittsdüsen strömungsmechanisch optimiert, um Druckverluste im Werkzeug zu reduzieren. CFD-Simulationen ermöglichen die Untersuchung des Einflusses der Werkzeugrotation auf den Kühlschmierstoffauftreffpunkt auf der Schneidplatte. In zerspantechnologischen Untersuchungen wird die Leistungsfähigkeit der Werkzeuge validiert.

Zur Auslegung additiv gefertigter Zerspanwerkzeuge werden allgemein anwendbare Gestaltungsrichtlinien für die Fertigung und Nachbearbeitung entwickelt. Außerdem steht die Qualifizierung eines geeigneten Werkstoffs für die additive Fertigung von Werkzeuggrundkörpern im Vordergrund, welche durch die im Vorhaben erarbeiteten Methoden auf die Qualifizierung weiterer Stähle übertragbar ist.