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16.01.2020

Freiformflächen bis zu 80 Prozent schneller schlichten

Neue Werkzeuge und Algorithmen für die Fräsbearbeitung

Beim Schlichtfräsen komplexer Freiformflächen können Kreissegment- oder Tonnenfräswerkzeuge jetzt ihre Vorteile gegenüber herkömmlichen Werkzeugen mit Kugelkopf besser ausspielen: Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen entwickelte im Forschungsprojekt FlexiMill gemeinsam mit vier Industriepartnern passende flexible Bearbeitungsstrategien und implementierte diese in eine CAM-Software.

Im Projekt FlexiMil entwickeltl: Neue Werkzeuggeometrien und Bearbeitungsstrategien für Tonnenfräser sowie CAM-Tools  © Fraunhofer IPT

Im Projekt FlexiMil entwickeltl:Neue Werkzeuge und Algorithmen für die Fräsbearbeitung mit Tonnenfräsern © Fraunhofer IPT

Ziel des Projekts war es, für die Bearbeitung mit Tonnenfräswerkzeugen nicht nur neue, verbesserte Werkzeuggeometrien zu entwickeln, sondern auch passende, flexible Bearbeitungsstrategien und entsprechende CAM-Softwaretools.

Kugelkopf- versus Tonnenfräser

Im Vergleich zu gängigen Kugelkopf-Fräswerkzeugen verfügen Tonnenfräswerkzeuge über einen deutlich größeren effektiven Werkzeugradius. Damit lassen sich größere Flächen des Werkstücks deutlich effizienter bearbeiten. Jedoch erfordert der Einsatz dieser Werkzeuge auch speziell angepasste Werkzeugpfade, damit die Produktivität voll ausgeschöpft werden kann.

Zu diesem Zweck entwickelten die Aachener Ingenieure gemeinsam mit ihren Projektpartnern neue Strategien zur Berechnung der Werkzeugbahn, die die individuellen Prozessbedingungen passend zur Werkzeuggeometrie berücksichtigen. Die Bahnplanung wurde gezielt mit Blick auf verschiedene Prozessparameter sowie Oberflächengüten untersucht.

Neue Prozessregeln schöpfen die Möglichkeiten von Tonnenfräsern aus

Die Bearbeitungsstrategien, die übliche CAM-Software für das Fräsen komplexer Freiformflächen anbietet, sind in der Regel auf den Punktkontakt des Kugelkopfwerkzeugs ausgerichtet. Tonnenfräswerkzeuge erfordern hier aufgrund ihrer besonderen Geometrie jedoch gänzlich andere Prozessregeln. Die neuen Algorithmen, die die Forscher im Projekt FlexiMill erprobt haben, sind auf umfassende Analysen des Fräsprozesses zurückzuführen und berücksichtigen damit die speziellen Eigenschaften der Werkzeuge.

Erweiterte CAM-Software arbeitet erfolreich

Ihre Ergebnisse integrierten die Projektpartner in eine der wichtigsten marktüblichen CAM-Softwareprodukte für die mehrachsige Bearbeitung. Das Zusammenspiel der verschiedenen Anbieter für Fräswerkzeuge und CAM-Software sowie einem Anwender aus der Medizintechnikbranche führte hier zu konkreten Ergebnissen in der Prozessplanung und Fräsbearbeitung, die anhand einer konkreten Komponente aus dem Bereich der Prothetik demonstriert werden konnten.

Projektpartner

  • Camaix GmbH, Eschweiler
  • Fraisa SA, Bellach (Schweiz)
  • Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, Aachen
  • Mathys AG, Bettlach (Schweiz)
  • ModuleWorks S.R.L., Bukarest (Rumänien)

Das Forschungsprojekt FlexiMill wurde durch Eurostars gefördert, einem gemeinsamen Programm von Eureka und der Europäischen Kommission ( Förderkennzeichen: E!10874 FlexiMill).

zusätzliche Links
Unternehmensinformation

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Steinbachstr. 17
DE 52074 Aachen
Tel.: 0241 8904-0
Fax: 0241 8904-198

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