Werkzeuge auf automatisierte Weise polieren
Seit der industriellen Revolution hat der Einsatz von Maschinen zum Verrichten von Arbeit den Fertigungssektor exponentiell vorangetrieben. Die Herstellung der Maschinenwerkzeuge, die das leisten, basiert zum Teil jedoch immer noch auf Handarbeit. Maschinenwerkzeuge werden weitgehend unter Einsatz von Formen hergestellt, die Strukturen mit speziellen Geometrien aufweisen und Materialien in komplexe Formen bringen. Der abschließende Prozess der Maschinenwerkzeugherstellung ist die Endbearbeitung, d. h. das Polieren der Bauteiloberfläche, damit sie glatt und abriebfest wird. Die zunehmende Komplexität der Maschinenwerkzeuge erfordert ein zeit- und kostenintensives Handpolieren zur Nachbearbeitung von Freiformflächen mit funktionsrelevanten Kanten. Tatsächlich stecken mehr als 10 % der Fertigungskosten und 30 bis 50 % der Herstellungszeit in der Endbearbeitung. Beim Finishing von ebenen Flächen verzeichnete man mit dem automatisierten Laserpolieren und dem kraftgesteuerten Roboterpolieren Erfolge. Diese können jedoch aufgrund technischer Schwierigkeiten noch nicht auf Freiformflächen angewandt werden. Ein europäisches Konsortium veränderte deshalb die Spielregeln mit Hilfe der EU-Finanzmittel des Projekts "Automated polishing for the European tooling industry" (POLIMATIC) . Es wurden Prozessstrategien für beide ausgewählten Prozesse entwickelt. Das Team verbesserte die Maschinentechnologie für das Laserpolieren und entwickelte neue Algorithmen zur Programmierung des Roboters sowie Simulationssoftware für das Roboterpolieren. Die Wissenschaftler entwickelten außerdem standardisierte Methoden zur Messung der Oberflächenrauheit, die sowohl bei der Optimierung von Prozessen als auch beim durch Messtechnik unterstützten manuellen Polieren zu verwenden sind. POLIMATIC hat das Laserpolieren und Roboterpolieren zu zuverlässigen Fertigungsprozesse umgewandelt. Die Technologie stellt einen wichtigen Durchbruch im Maschinenwerkzeugbau dar, indem sie eine weitgehende Automatisierung der zeitraubenden und kostspieligen manuellen Bearbeitung von Freiformwerkzeugmaschinen gestattet. Neben einer Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Werkzeugindustrie könnte die Polimatic-Technologie auch in anderen Industriesektoren Anwendung finden. Dazu zählen medizinische Implantate und Einrichtungen, Motorteile und Ventilkomponenten, um hier nur einige wenige zu nennen.
Schlüsselbegriffe
Maschinenwerkzeuge, Werkzeugmaschinen, automatisiert, Polieren, Finishing, Nachbearbeitung, Endbearbeitung, Freiform, Laser, Algorithmus, Roboter, Simulation, Messtechnik
