2018-07-01  –  2021-03-31

211.016,00 EUR

Universität Kassel - Fachbereich 15 Maschinenbau - Institut für Produktionstechnik und Logistik (IPL) - FG Trennende und Fügende Fertigungsverfahren, Kassel, Hessen

03ET1578A

Energiesparende Industrieverfahren - Maschinenbau, Fahrzeugbau, Elektrotechnik, Feinmechanik, Optik, EBM-Waren [EA3250]

01183336/1  –  FRAESENA

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN4)

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.