Verbundvorhaben: BionicTools - Energie- und ressourceneffiziente Aluminiumzerspanung durch den Einsatz von bionisch-funktional strukturierten Fräswerkzeugen unter Verwendung der Minimalmengenschmiertechnik; Teilvorhaben: Einsatz bionischer Strukturen
Zeitraum
2021-04-01 – 2024-09-30
Bewilligte Summe
316.064,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EN4007B
Leistungsplansystematik
Energiesparende Industrieverfahren - Fertigungstechnik [EA3251]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN4)
Förderprogramm
Energie
Die Zerspanung von Aluminiumlegierungen mit niedrigen Siliziumgehalten erfolgt üblicherweise unter Einsatz der konventionellen Überflutungsschmierung oder der Hochdruckkühlung. Diese Strategien gehen jedoch mit einem hohen Ressourcen- und Energieeinsatz einher. Das Ziel des Vorhabens stellt deshalb die Umstellung dieser Prozesse auf die effizientere Minimalmengenschmierung (MMS) für die Fräsbearbeitung von solchen Aluminiumlegierungen dar. Ansatz des Vorhabens sind bionisch-funktionale Strukturen am Werkzeug, welche den Schmierstoff in Richtung der Schneidkante fördern und dort freisetzen. Kombiniert mit an die Bearbeitungsprozesse angepassten MMS-Systemen können bisherige Prozesse produktiver und gleichzeitig energieeffizienter gestaltet werden. Die nötige Laserstrukturierung der Werkzeuge stellt dabei ein zentrales Mittel zur Erweiterung des Einsatzgebietes der MMS-Technik dar, welche in höchster Qualität mit hoher Produktivität erfolgen muss. Zur Erreichung dieser Ziele entwickelt das Konsortium neben den entsprechenden Strukturen und MMS-Systemen ein hochproduktives Lasersystem. Der Einsatz von Hochleistungs-Ultrakurzpulslasern, mittels Spatials-Light Modulatoren geformten komplexen Strahlgeometrien sowie in Prozess Messtechnik zur Qualitätskontrolle und Prozesssteuerung stellt eine produktive und energieeffiziente Laserbearbeitung der Zerspanungswerkzeuge sicher. Durch den ganzheitlichen Ansatz des Konsortiums steht mit Abschluss des Projektes eine Lösung für die energieeffiziente Zerspanung von Aluminiumlegierungen mittels Fräsen zur Verfügung. Neben den entsprechenden Werkzeugen und Prozessstrategien umfasst diese Lösung ebenfalls die nötigen Produktionsmittel in Form des Lasersystems sowie die zugehörigen angepassten MMS-Systeme.