Verbundvorhaben LiWeKo: Gewichtsreduzierte Leichtbau-Spannmittel, -Werkzeuge und -Komponenten für rationelle hochdynamische Zerspanungsprozesse; Teilvorhaben: Analyse und Beurteilung der Effizienz hochdynamischer Schleifbearbeitungsprozesse und Bearbeitung keramischer Funktionskomponenten
Zeitraum
2019-10-01 – 2022-09-30
Bewilligte Summe
601.727,20 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EN2015A
Leistungsplansystematik
Energiesparende Industrieverfahren - Fertigungstechnik [EA3251]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN4)
Förderprogramm
Energie
Bearbeitungsmaschinen gehören im Industriesektor unter anderem zu den großen Energieverbrauchern. Die Steigerung der Energieeffizienz von Bearbeitungsprozessen ist daher unter ökologisch-ökonomischen Gesichtspunkten von großer Bedeutung. Im Fokus des beantragten Verbundvorhabens steht hierbei das Präzisionsschleifen mittels Schleifscheiben auf Standardschleifmaschinen. Eine deutliche Verringerung des Energiebedarfs derartiger Schleifmaschinen kann durch eine Erhöhung der Bearbeitungsgeschwindigkeit erreicht werden. Gegenwärtig entstehen allerdings bei hohen Geschwindigkeiten unerwünschte Schwingungen, aufgrund der sehr großen bewegten Masse des gesamten Werkzeugsystems, wodurch hohe Belastungen in der Maschine auftreten und die erforderliche Oberflächenqualität bzw. Maßhaltigkeit am Werkstück nicht gewährleistet werden kann. Ziel des Vorhabens ist es, mittels gewichtsreduzierter Spannmittel, Werkzeuge und Peripherieteile auf der Basis moderner Leichtbauwerkstoffe und Herstellungsmethoden, eine Reduktion der gesamten Rotationsmasse zu erreichen. Dadurch soll eine Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit ermöglicht und somit eine signifikante Reduktion des Energiebedarfs von Standardschleifmaschinen (bis zu 30 %) erzielt werden. Das somit erreichbare theoretische Energieeinsparpotenzial für Deutschland, durch den Einsatz gewichtsreduzierter Spannmittel, Werkzeuge und Peripherieteile in 80 % der bundesweit betriebenen Schleifmaschinen, wird dabei auf 688 GWh pro Jahr geschätzt. Für das geplante Verbundvorhaben dient das Werkzeugsystem einer Standardschleifmaschine als generischer Demonstrator, an dem die Einsatzfähigkeit eines gewichtsreduzierten Werkzeugsystems, bestehend aus der Schleifscheibe, der Aufnahme zur Einspannung der Schleifscheibe und der Werkzeugspindel sowie der reduzierte Energiebedarf nachgewiesen werden soll.
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