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Verbundvorhaben FRAESENA: Neuartige Fräswerkzeuge mit hierarchischen Schneidkantenarchitekturen für die effiziente Bearbeitung von Natursteinen; Teilvorhaben: Schneidkantengeometrien für die Zerspanung mineralischer Werkstoffe

Zeitraum
2018-07-01  –  2021-03-31
Bewilligte Summe
211.016,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET1578A
Leistungsplansystematik
Energiesparende Industrieverfahren - Maschinenbau, Fahrzeugbau, Elektrotechnik, Feinmechanik, Optik, EBM-Waren [EA3250]
Verbundvorhaben
01183336/1  –  FRAESENA
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN4)
Förderprogramm
Energie
 
Natursteine bieten sich aufgrund ihrer spezifischen mechanischen und optischen Eigenschaften für verschiedenste Anwendungen als hochwertiges Gestaltungs-, Bau- und Konstruktionsmaterial an. Typische Einsatzfälle sind Fußboden- und Wandbeläge, Arbeitsplatten, Treppen, Grabmäler, aber auch hochpräzise Maschinenbetten, wobei insbesondere in architektonischen Anwendungen Natursteinoberflächen als optische Gestaltungselemente immer beliebter werden. Allerdings stehen diesem heute erhebliche Einschränkungen bei der Bearbeitung von - insbesondere harten Gesteinsmaterialien - wie Granit, Gneis, Schiefer oder Basalt entgegen, denn es fehlen für die mechanische Bearbeitung Werkzeugtechnologien, die einen schnellen, effizienten und verschleißarmen Materialabtrag ermöglichen. Die aus der Metallbearbeitung bekannten Werkzeugkonzepte für einen effektiven Spanabtrag sind auf Natursteine nicht übertragbar. Daher sollen im Vorhaben neuartige, auf das spezifische Bruch- bzw. Abrasionsverhalten sehr harter, spröder und strukturell inhomogener Gesteinsmaterialien abgestimmte Werkzeuggeometrien und Schneidkantenarchitekturen erarbeitet werden, die zu einer deutlichen Reduzierung der Schnittenergie und gleichzeitig signifikant erhöhten Werkzeugstandzeiten führen werden. Während über die Geometrie und Anordnung der Schneiden, Schnitttiefe und Schnittorientierung beeinflusst werden können, sollen spezielle Präparationen und Mikrostrukturierungen das Verschleiß- und Abtragsverhalten an der Schneidkante und -fläche signifikant verbessern. Derartige Schneidkantenpräparationstechniken wurden – abgesehen von grundlegenden Prinzipuntersuchungen für Trennprozesse am tff – bislang für die Natursteinbearbeitung noch nicht untersucht und sind daher weder in der Literatur noch in der Praxis vertreten.
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