EuroMold 2008: Hochglänzende Freiformflächen auf Stahlwerkzeugen

20.11.2008 - (idw) Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

In der Automobilindustrie, bei der Herstellung von Haushaltswaren oder Elektronikartikeln sowie in der Spielwaren- oder Lebensmittelbranche kommen häufig Werkzeuge und Formen mit frei geformten Oberflächen zum Einsatz. Je nach späterem Anwendungsgebiet müssen sie visuellen Ansprüchen genügen oder tribologische und optische Funktionen gewährleisten. Doch gerade besonders glatte oder sogar hochglänzende Oberflächen lassen sich auf Freiformflächen zurzeit nur von erfahrenen Mitarbeitern durch zeitintensives manuelles Schleifen und Polieren erzeugen. Das Ergebnis hängt dabei stark von der Erfahrung des Mitarbeiters ab und ist häufig nur schwer reproduzierbar. Um unabhängig von den persönlichen Fähigkeiten der Mitarbeiter reproduzierbare Polierergebnisse zu erhalten, arbeitet das Fraunhofer IPT zusammen mit neun weiteren Partnern im Projekt "MoldFinish" an einer automatisierten Polierzelle, die möglichst viele verschiedene Geometrien schleifen und polieren kann. Auf der diesjährigen EuroMold zeigt das Fraunhofer IPT vom 3. bis 6. Dezember am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand in Halle 8, Stand M122/L113 erste Ergebnisse des Verbundprojekts.

Schritt für Schritt zur polierten, frei geformten Oberfläche

Die Basis für den automatisierten Polierprozess bildet ein Knickarmroboter, in den eine axial zustellbare Polierspindel integriert ist. Neue Polierwerkzeuge, deren Oberflächen durch eine Gummimembran eine konstante Druckverteilung auf das Werkstück ausüben, gewährleisten besonders konstante Bearbeitungsbedingungen. Dies schafft die Voraussetzungen für eine flexible und reproduzierbare Fertigung von Geometrien aller Art, beispielsweise Kanten oder Verrundungen. Um einen konstanten Materialabtrag zu gewährleisten und gleichbleibende Polierergebnisse zu erzielen, erarbeitet das Fraunhofer IPT zuverlässige Strategien für die Prozessführung. Der Polierprozess wird über ein CAD/CAM-Modul gesteuert. Dies bietet den Vorteil, dass die Bahnen und Parameter analog zum Fräsen auf freigeformten Flächen programmiert und eingestellt werden können.

Ziel im Projekt ist es, die einzelnen Prozessschritte, die für plane Geometrien bereits bekannt sind, auf frei geformte Oberflächen zu übertragen. Um schließlich eine defektfreie Hochglanzoberfläche zu erzeugen, arbeitet die Robotersteuerung mit einer Bahnführung, die der Polierbewegung des manuellen Bearbeiters ähnelt. Vorab erodierte oder gefräste Stahloberflächen erhalten auf diese Weise nach mehrfachem Wechsel von Werkzeugen und Pasten schrittweise eine einheitliche und defektfreie Qualität.

Auf dem Messestand zeigt das Fraunhofer IPT als Beispiel eine bereits erprobte Prozessstrategie: Das gefräste Bauteil wird mit dem robotergestützten Fertigungssystem bis zum Finish mit Filz und 3-µm-Diamant endbearbeitet, so dass am Ende eine hochglänzende frei geformte Oberfläche entsteht.

Ihr Ansprechpartner

Dipl.-Ing. oec. Richard Zunke
Fraunhofer-Institut für
Produktionstechnologie IPT
Steinbachstr. 17
52074 Aachen
Telefon: +49 241 8904-137
Fax: +49 241 8904-6137
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