Ausgabe 15 März 2015 Bearbeitungskräfte beim Bandsägen im Fokus Editorial Über die Einrichtung des Stuttgarter Kompetenzzentrums Sägen hatten wir im Februar 2014 berichtet. In dieser Ausgabe lesen Sie, welche Aktivitäten sich unter dem Dach des Kompetenzzentrums inzwischen entfaltet haben. Neben Untersuchungen, die sich mit der Schnittqualität und den Bearbeitungskräften beim Bandsägen beschäftigen, laufen Projekte zur Lärmminderung und zur Optimierung der Spanraumgröße beim Kreissägen. Das Kompetenzzentrum etabliert sich somit als führende Forschungsstelle zum Thema Sägen. Die Arbeitsgruppe Holz- und Verbundwerkstoffbearbeitung, Mitinitiator des Kompetenzzentrums, präsentiert auf der LIGNA in Hannover ihr gesamtes Kompetenzportfolio. Das IfW hat sich in den letzten Jahren zunehmend den vielfältigen Aspekten der Verbundwerkstoffbearbeitung zugewandt, insbesondere der Bearbeitung faserverstärkter Kunststoffe. So fand auch im vergangenen Herbst die 4. CFK-Tagung am IfW statt, die abermals von über 100 Fachleuten besucht wurde. Informieren Sie sich ferner über die vom IfW in Zusammenarbeit mit der Stuttgarter Produktionsakademie angebotenen Technologieseminare. Mit großer Freude und Stolz berichten wir auch von den Wechseln unserer Nachwuchsführungskräfte in die Industrie, denen wir weiterhin viel Erfolg wünschen. Johannes Rothmund Der Bandsägeprozess ist aus einer wirtschaftlichen Vorbearbeitung in der Metallindustrie für viele Fertigungsprozesse nicht mehr wegzudenken. Gerade in der Großserienproduktion spielt deswegen die Standzeit der Sägebänder eine große Rolle. Aber auch eine gleichbleibend hohe Schnittgüte über der gesamten Standzeit ist für einen produktiven Sägeprozess unabdingbar. Schwingungsphänomene des Sägebands sind die Hauptursache für schlechte Schnittflächen und führen zu weiterhin sichtbar. Dies ist auf vorhandene Instabilitäten im Sägeprozess zurückzuführen. Um die Ursachen des Schwingungsverhaltens zu verstehen, werden neben den wirkenden Zerspankräften zusätzlich die Kräfte der Sägebandspannung und der Werkstückspannung im Bearbeitungsprozess dynamisch erfasst. Damit lassen sich die Abhängigkeiten der einzelnen Prozessparameter untereinander bestimmen und daraus Maßnahmen für eine weitere Verbesserung des Sägeprozesses ableiten. Bild 1: Sägeversuch auf der Versuchsbandsäge mit montierter Kraftmesseinrichtung einem größeren Fertigungsaufmaß am gesägten Rohling. Aus diesem Grund werden am IfW die Ursachen der dynamischen Anregung des Sägebands in einem ganzheitlichen Ansatz erforscht. Die primäre Ursache für die Schwingungsanregung des Sägebands ist die Abfolge der Zahneintritte in das Werkstück. Um eine Anregung mit einer konstanten Zahneintrittsfrequenz zu verhindern, sind die meisten modernen Sägebänder mit einer Zahnteilung ausgeführt, bei welcher der Zahnabstand von Zahn zu Zahn variiert. Dies führt zwar zu einer besseren Güte der gesägten Oberfläche, trotzdem sind die charakteristischen Schwingungsmuster Des Weiteren wird das Schwingungsverhalten der gesamten Maschinenstruktur betrachtet, da eine Schwingungsanregung in der Nähe einer Resonanzfrequenz der Struktur einen sehr großen Einfluss auf das Gesamtverhalten des Prozesses hat. Denn nur durch eine ganzheitliche Betrachtung aller Einflussfaktoren ist es möglich, den Verschleiß an den Sägezähnen weiter zu reduzieren und gleichzeitig die Schnittqualität am gesägten Werkstück zu verbessern. Kontakt: Dipl.-Ing. Daniel Albrecht [email protected] 0711/685-84310 Lärmarme Kreissägeblätter IfW präsentiert sich auf der LIGNA Lärmarme Kreissägeblätter für die der Stammblattgeometrien, wie z. B. Holz- und Holzwerkstoffbearbeitung der Reduzierung der Spanraumgröße oder durch einen optimierten SpanZum Schutz der Arbeitnehmer vor etwa- raum, der weniger Luftturbulenzen iger Gefährdung durch Lärm am Arbeits- verursacht. Das basiert auf Untersuplatz und zusätzlich um die wirtschaftli- chungen bezüglich der Bestimmung chen Kosten, die durch Lärm entstehen des Spanauflockerungsfaktors beim zu senken, wird am IfW im Laufe des Kreissägen und der SpangrößenverteiForschungsvorhabens „Lärmarme Kreis- lung bzw. des Spanraumfüllgrads. Damit sägeblätter für die Holz- und Holzwerk- kann eine Methode zur Identifizierung stoffbearbeitung“ das Strömungsverhal- der minimalen Spanraumgröße bei ten eines rotierenden Kreissägeblatts im Kreissägeblättern entwickelt und verHinblick auf eine Reduktion der Schall- schiedene Maßnahmen zur Gestaltung lärmarmer Kreissägeblätter entworfen emission untersucht und verbessert. Bild 2 zeigt, dass die dominante Schall- werden. Eine zusätzliche Durchführung quelle bei einer Formatkreissäge das von aeroakustischen Simulationen zur rotierende Sägeblatt ist. Die bisher ver- Entstehung von Luftverwirbelungen an folgten Strategien zur Reduzierung der drehenden Kreissägeblättern im LeerSchallemissionen, verbunden mit klei- lauf dient zur Bestimmung der Mindestneren Drehgeschwindigkeiten und der größe des Spanraumvolumens. Durch Einbringung von Dämpfungsschlitzen experimentelle Zerspanuntersuchunverändern nicht im Wesentlichen das gen bezüglich des Späneabtransports akustische Verhalten bzw. die Höhe zusammen mit Akustikmessungen wird der auftretenden Schallemissionen ei- schließlich die Wirksamkeit der neu entnes Kreissägeblattes. Diese Schlitze be- wickelten lärmarmen Kreissägen überkämpfen bei rotierenden Kreissägewerk- prüft. Nach erfolgreicher Durchführung zeugen eher die Folgen und nicht den dieses Vorhabens folgt eine gezielte Entstehungsmechanismus des Schalls. industrielle Umsetzung der gewonneDie Mehrzahl bekannter Lärmminde- nen Erkenntnisse. Somit können die Bild 2: Schallquellenlokalisation bei einer Tischkreissäge rungsmaßnahmen an Sägeblättern zielt allerdings auf eine Minderung der Axialschwingungen, da das Schnittgeräusch und das Pfeifen im Leerlauf aufgrund von Biegeschwingungen des Stammblatts entstehen. Die Optimierung soll nicht nur durch konstruktive Änderungen am Werkzeug wie durch veränderte Zahnformgeometrien erfolgen, sondern vielmehr durch gezielte Änderungen Ziele des Forschungsvorhabens, die in direktem Zusammenhang zu aktuellen Bestrebungen aus der Industrie stehen, lärmarme Maschinen und Produktionssysteme bereit zu stellen, erfüllt werden. Kontakt: Dipl.-Ing. Dan Talpeanu [email protected] 0711/685-84303 IfW präsentiert sich auf der LIGNA 2015 in Hannover Unter dem Slogan „Überraschend vielseitig“ zeigen die Hersteller von Holzbearbeitungsmaschinen vom 11. bis zum 15. Mai auf der LIGNA in Hannover welche Einsatzmöglichkeiten ihrer Maschinen über den klassischen Werkstoff Holz hinaus gegeben sind. Immer häufiger sind Produkte der klassischen Hersteller von Holzbearbeitungsmaschinen in branchenfremden Unternehmen anzutreffen. Die Spanne reicht vom metallverarbeitenden Betrieb bis zur HighTech-Firma aus Autoindustrie, Fassadenbau, Yachtbau oder Luftfahrtindustrie. Die Abteilung Holz- und Verbundwerkstoffbearbeitung des IfWs ist bereits seit vielen Jahren als Aussteller auf der LIGNA vertreten. Dieses Jahr wird das IfW erstmalig gemeinsam mit dem VDMA und der LIGNA auf der Sonderschau NonWood Materials vertreten sein. Das IfW wird hierbei neben den aktuellen Forschungsthemen zur Holzbearbeitung auch Trends zum Thema Non-Wood und insbesondere der Faserverbundwerkstoffbearbeitung präsentieren. Weitere Infos unter: http://www.ligna.de/de/ueber-diemesse/programm/sonderpraesentationen-ligna/bearbeitung-von-kunstund-verbundstoffen Technologieseminare: Weiterbildungsmöglichkeiten des IfW „Abnahmeprüfungen für spanende Werkzeugmaschinen“ „Verfahren der Holzbearbeitung“ Die experimentelle Abnahme bzw. Prüfung spanender Werkzeugmaschinen ist ein komplexes Thema. Die Auswahl der Prüfungen, aber auch die Analyse und Auswertung der Messergebnisse sind oft durch interne Abläufe geprägt oder erfolgen in Absprache zwischen Maschinenherstellern und -anwendern. Die Sinnfälligkeit dieser Prüfungen, die Auswahl weiterer Prüfungen sowie das Potenzial durch die geeignete Analyse der Messergebnisse zur Optimierung der eigenen Maschinen gehen hierbei verloren. Das Institut für Werkzeugmaschinen ist seit Jahrzehnten Mitglied in nationalen und internationalen Normungsgremien und gibt Ihnen in diesem Seminar nützliche Tipps und Hinweise bei der Auswahl, Durchführung sowie Analyse und Interpretation der Ergebnisse. Maßgeschneiderte Komplettlösungen, energieeffiziente Maschinen, sichere Prozesse und innovative Werkzeuge sind die Enabler für die Wettbewerbsstärke der deutschen holzbearbeitenden und holzverarbeitenden Industrie. Der regenerative Werkstoff, verschiedene stoffliche Wirkpaarungen, Emissionen sowie sicherheitstechnische Aspekte stellen besondere Anforderungen an Werkzeuge und Werkzeugmaschinen. In diesem Seminar erlangen Sie anhand theoretischer Grundlagen, aktueller Forschungsergebnisse und Praxisbeispiele wichtige Kenntnisse hinsichtlich einer wirtschaftlichen, energieeffizienten, arbeitssicheren und qualitativ hochwertigen Zerspanung von Holz und Holzwerkstoffen. Themenfelder: - Verhalten von Werkzeugmaschinen - Normen und Richtlinien - Geometrische Messverfahren - Stat., dyn., therm. Verhalten - Maschinen- und Prozessfähigkeit - Arbeitssicherheit und Emissionen Themenfelder: - Bedeutung des Werkstoffs Holz - Werkzeuge und Schneidstoffe - Einfluss der Prozessparameter - Bearbeitungsqualität - Sicherheitstechnik - Praxisbeispiele und Erfahrungsberichte Seminartermin: 21.04.2015 Seminartermin: 07.05.2015 4. CFK-Tagung am IfW und Maschinenperipherie, angefangen von kleinen und mittelständischen Betrieben bis hin zu OEMs sowie namhaften Forschungseinrichtungen einen idealen Rahmen zum angeregten Austausch von Ideen und Erfahrungen sowie der aktuellsten Trends und Entwicklungen. Zusammenfassend kann die Veranstaltung als voller Erfolg für alle Beteiligten angesehen werden. Das Tagungsthema bot allen die Gelegenheit, sich umfassend über das Thema CFK Am 21.10.2014 fand bereits zum 4ten Mal die IfW-Tagung „Bearbeitung von Verbundwerkstoffen – Spanende Bearbeitung von CFK“ des Instituts für Werkzeugmaschinen der Universität Stuttgart in Kooperation mit der Abteilung Leichtbautechnologien des Fraunhofer IPA statt. Das Symposium bot Vertretern und Interessierten wichtiger Anwenderbranchen, Herstellern von Werkzeugen Die Stuttgarter Produktionsakademie ist eine Weiterbildungsplattform des Fraunhofer IPA und der Universität Stuttgart rund um das Themengebiet der industriellen Produktion. In diesem Rahmen bietet das IfW zwei Technologieseminare an. Wir würden uns freuen, Sie hierzu am IfW begrüßen zu dürfen. Weitere Informationen zu diesen Seminaren finden Sie auf der Homepage der Stuttgarter Produktionsakademie. Hier können Sie sich zudem online anmelden: www.stuttgarter-produktionsakademie.de Klicken Sie sich durch das interessante Angebot oder folgen Sie dem QR-Code-Link. Kontakt: Dr.-Ing. Thomas Stehle [email protected] 0711/685-83866 und dessen Bearbeitung zu informieren. Zusätzlich stellten Unternehmen ihre Produkte und Dienstleistungen auf der tagungsbegleitend stattfindenden Fachausstellung vor, wodurch eine passende Rahmenatmosphäre zur Diskussion und dem Weitertragen der gehörten Problemstellungen aus den Vorträgen gegeben war. Die durchweg positive Resonanz auf diese Veranstaltung gibt Anlass zur Vorfreude auf die IfW-Tagung 2015, die am 19.10.2015 stattfindet. Ausgeschiedene Mitarbeiter Neuer Mitarbeiter Dr. -Ing. Vincenzo Forcillo Dr.-Ing. Michael Großmann M.Sc. Oleksandr Kuklevskyi Während seiner sechsjährigen Tätigkeit am IfW widmete sich Dr. Vincenzo Forcillo neben der Steigerung der Arbeitssicherheit auch zerspanungstechnischen Fragestellungen in der Holz- und Verbundwerkstoffbearbeitung. Seit 2012 leitete er die Gruppe Holz- und Verbundwerkstoffbearbeitung am IfW. Dr. Forcillo wird ab März 2015 beim Holzbearbeitungsmaschinenhersteller HOLZ-HER GmbH in Nürtingen im Bereich der Entwicklung und Konstruktion tätig sein. Wir wünschen ihm viel Erfolg. Dr. Michael Großmann war in der Abteilung Holz- und Verbundwerkstoffbearbeitung tätig und widmete sich hierbei vorrangig der Zerspanungstechnologie sowie der energieeffizienten Späneentsorgung. Herr Dr. Großmann ist Ende September 2014 am IfW ausgeschieden und arbeitet nun bei der Festo AG & Co. KG. Der Produktionstechnik bleibt er als Mitarbeiter im Bereich der Verfahrensentwicklung treu. Wir wünschen Herrn Dr. Großmann viel Erfolg im neuen Aufgabengebiet. Herr Kuklevskyi ist Mitarbeiter in der Gruppe Zerspanungstechnologie. Er ist Doktorand an der Graduiertenschule GSaME und beschäftigt sich mit der „Steigerung der Bearbeitungsgenauigkeit von kinematischen Werkzeugmaschinensystemen in der Zerspanung“. Hierbei wird er an Industrierobotern forschen, die unter anderem in der Luft- und Raumfahrttechnik zur Handhabung und Montage eingesetzt werden und zusätzlich als Alternative zu Werkzeugmaschinen bei der Zerspanbearbeitung dienen sollen. Schmierstoffseminar bei Blaser Maschine, Werkzeug und dem Werkstoff auch der Schmierstoff. Durch das Verbot vieler Stoffe und dem zunehmenden Kostendruck kommt der M i k ro b i o l o g i e bei der Entwicklung von neuen Schmierstoffen eine immer größere Rolle zu. Schwer erreich- Bild 3: Seminarteilnehmer bare Stellen und Mikroorganismen, die einen Biofilm bilden und sich dadurch abschirmen, sind potentielle Keimstellen für Bakterien und Pilze, die zudem fundamental unterschiedlich sind. Wichtig zu wissen ist auch, dass Biozide potentiell toxisch und doch nicht zu Eine prozesssichere Zerspanung ohne angepassten Schmierstoff ist in vielen Fällen nicht möglich. Auch hier gibt es zahlreiche Stellhebel, um den idealen Schmierstoff zu entwickeln. Neben einer hohen Zerspanungsleistung und einer langen Emulsionsstandzeit sind gesetzliche Vorgaben einzuhalten und darauf zu achten, dass angrenzende Materialen und insbesondere das Bauteil selbst durch das Medium nicht angegriffen werden. Für einen sicheren Prozess ist die Reinigung der Maschine, die Überwachung und Pflege des Mediums von großer Bedeutung. Insbesondere bei neuen Materialien kann eine maximale Produktivität bei höchster Prozesssicherheit und Energieeffizienz nur durch die Betrachtung aller am Prozess beteiligten Größen garantiert werden. Hierzu zählt neben 100% effektiv sind. Sich ständig ändernde Rahmenbedingungen erfordern die Entwicklung immer neuer Schmierstoffe. Wie bei Werkzeugen und Maschinen steckt auch bei Kühlschmierstoffen viel Know-how und Erfahrung in der Entwicklung. Impressum Herausgeber: Verteiler: Institut für Werkzeugmaschinen (IfW), Universität Stuttgart Holzgartenstr. 17, 70174 Stuttgart Hat sich Ihre Adresse geändert oder möchten Sie in den Verteiler aufgenommen oder aus dem Verteiler gestrichen werden? Dann teilen Sie uns dies bitte per E-Mail an [email protected] mit. Redaktion: Dr. Johannes Rothmund, Tel.: 0711/685-83865 [email protected] Dr.-Ing. Michael Schaal, Tel.: 0711/685-84308 [email protected] www.ifw.uni-stuttgart.de