EuroBLECH 2024

•••4••• Innovationen SkiveAll unterstützt Anwender Innovatives Wälzschälen Das Wälzschälen ist ein innovatives Verfahren zur Fertigung hochwertiger verzahnter Bauteile, wie sie beispielsweise in Planetengetrieben für die Elektromobilität benötigt werden. Es kombiniert die Produktivität des Wälzfräsens, bei dem das Fräswerkzeug nahezu parallel zur Achse des Werkstücks bewegt wird, um die Zahnlücke zu erzeugen, mit der Flexibilität des Wälzstoßens, das sowohl gerade als auch schräge Innen- und Außenverzahnungen ermöglicht. Das Softwarepaket SkiveAll unterstützt Anwender bereits seit mehreren Jahren bei der Auslegung der erforderlichenMehrschnittstrategien. Mit dem neuen „Maschinenzyklus“ lässt sich das Verfahren nicht nur besser beherrschen und wirtschaftlicher einsetzen – es ist auch der Schlüssel, um Universalmaschinenwie Dreh- oder Fräszentren das Wälzschälen „beizubringen“. Vorteile des Wälzschälens Bei diesem Verfahren stehen die Achsen von Werkzeug und Werkstück in einem definierten Winkel zueinander, wobei beide sehr präzise gekoppelt miteinander rotieren müssen. Durch diese Schrägstellung des Werkzeugs entsteht eine Relativbewegung, welche das Material der Zahnflanken abtrennt. Mit Hilfe einer zusätzlichen Vorschubbewegung kann die vollständige Zahnbreite bearbeitet werden. Durch den kontinuierlichen Prozess ist das Wälzschälen deutlich schneller als das Stoßen und kann mit hoher Bearbeitungsgeschwindigkeit erfolgen. Das Verfahren eignet sich für die Bearbeitung von Innen- und Außenverzahnungen an rotationssymmetrischen Werkstücken. Es kann auch für schwer zerspanbare Werkstoffe eingesetzt werden und steht gleichermaßen für eine exzellente Oberflächengüte und Maßgenauigkeit. Dabei erfordert das komplexe Verfahren eine präzise Steuerung der Werkzeugbewegungen. SkiveAll Basic und 3D Die speziell entwickelte Software SkiveAll unterstützt Anwender bei der Auslegung von Wälzschälprozessen – von der Werkstückdefinition über die kinematische Auslegung bis hin zur Berechnung der Werkzeuggeometrie sowie der Prozessanalyse. Die Software ist dabei modular aufgebaut; der zentrale Baustein ist das Auslegungsmodul SkiveAll Basic. Hier werden auf Grundlage von Informationen zur Werkstückgeometrie mehrere Technologievarianten entworfen, geprüft und optimiert. Zur Berechnung des Werkzeugprofils sowie der exakten Simulation von Bearbeitungstechnologien kommt das Modul SkiveAll 3D zum Einsatz. Für die Integration der im Modul Basic erzeugten Technologievarianten steht eine Import-Schnittstelle zur Verfügung. Bereits seit 2016 bietet das Fraunhofer IWU Fachseminare zum Wälzschälen und Einsatz der Softwaremodule Basic und 3D an. Funktionserweiterung „Maschinenzyklus“ Die jüngste Ausbaustufe von SkiveAll ist sowohl für Maschinenhersteller als auch für Anwender attraktiv. Maschinenherstellern bietet sie die Option, eine direkte Schnittstelle zur Prozessauslegungssoftware SkiveAll Basic herzustellen, um damit Universalmaschinen für das Wälzschälen zu befähigen. Auch Anwender können damit ihre vorhandenen Dreh- oder Fräszentren für Verzahnungsaufgaben fit machen. Das Wälzschälen eignet sich insbesondere für Innenverzahnungen und für außenverzahnte Werkstücke mit Störkontur Foto: Fraunhofer IWU Dickdraht macht's möglich Stahlbauteile effizienter schweißen Dicke Stahlbauteile schneller und effizienter schweißen: Um das zu ermöglichen, entwickelt das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) einen neuartigen Prozess zum Laserstrahl-MSG-Hybridschweißen mit Dickdraht. Beim Schweißen von dicken Blechen müssen teils große Nahtfugen aufgefüllt werden. Ziel des Projekts “ÖkoHybrid” ist es daher, durch die Zufuhr von relativ dickem Draht mit einem Durchmesser von 3 mm die Naht mit weniger Lagen schließen zu können. Dadurch soll der Fügeprozess deutlich schneller und ressourcenschonender werden. Ein mitlaufender Laserstrahl soll dabei den Prozess beschleunigen und stabilisieren. Stabiler Hybridschweißprozess dank Hochleistungs-Schweißstromquelle Im Rahmen des Projekts „ÖkoHybrid“ untersuchen die LZH-Wissenschaftler Schweißprozesse an Feinkornbaustählen mit Blechdicken von bis zu 20 mm. Dazu werden sie einen neuartigen Hybridbearbeitungskopf entwickeln und aufbauen. Sie werden eine bereits kommerziell verfügbare Laserstrahlquelle mit einer Leistung von 3 kW und eine Schweißstromquelle mit einer Leistung von bis zu 40 kW kombinieren. Die Schweißstromquelle wird vom Projektpartner ELMA-Tech GmbH entwickelt. Der Projektpartner FÖRSTER welding systems GmbH wird eine Komplettanlage für den Hybridschweißprozess realisieren. DieWestsächsische Hochschule Zwickau wird grundlegende Untersuchungen zum MSGSchweißprozess durchführen und die Schweißverbindungen prüfen sowie charakterisieren. Das Laserstrahl -MSG-Hybr idschweißen kombiniert die Vorteile des MSG-Dickdrahtschweißens mit denen des Laserstrahlschweißens in einer gemeinsamen Prozesszone. So wird eine hohe Abschmelzleistung sowie eine hohe Schweißgeschwindigkeit erreicht. Mit dem Einsatz der 3 mm dicken Drähte kann viel Material eingebracht werden, damit ließe sich die Anzahl der zu schweißenden Lagen deutlich reduzieren und dadurch die Effizienz steigern. Der zusätzlich eingesetzte Laserstrahl erhöht dabei die Prozessstabilität. Stahlbauteile im Grobblechbereich: großer Bedarf an schnellen Verfahren Feinkornbaustähle kommen beispielsweise im Schiff-, Fahrzeug- und Pipelinebau zum Einsatz. Sie besitzen eine höhere Festigkeit als konventionelle Baustähle, weshalb geringere Materialstärken verwendet werden können. Damit wird es möglich, weniger Material einzusetzen und folglich das Gewicht der Bauteile zu verringern. Das Material stellt allerdings hohe Anforderungen an den Schweißprozess: Beispielsweise führt eine zu langsame Abkühlung beim Schweißprozess zu unzureichenden Festigkeiten und Zähigkeiten, während sich bei einer zu schnellen Abkühlung Risse und Nähte mit hoher Härte bilden können. Die Wissenschaftler wollen daher die Schweißgeschwindigkeit und die Abschmelzleistung unter Einhaltung der erforderlichen Abkühlzeiten steigern. Im Rahmen des Projekts werden Schweißprozesse an Feinkornbaustählen mit Blechdicken von bis zu 20 mm untersucht Foto: Pixabay

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