Leichtbau-Gipfel 2015 Materialbearbeitung: „Je aggressiver, desto besser“

Redakteur: Jens Scheiner

In der Fachsession Fertigung II gingen die Referenten auf die Komplexität der Prozessketten sowie auf die verschiedenen Möglichkeiten der Hochleistungszerspanung von Leichtbauwerkstoffen ein.

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Torsten Fingerhut, Mitglied der Geschäftsleitung bei der Holder GmbH.
Torsten Fingerhut, Mitglied der Geschäftsleitung bei der Holder GmbH.
(Foto: Stefan Bausewein)

Auch hier übernahm Oliver Kläger, der bei Volkswagen für die Technologieentwicklung verantwortlich ist, die Moderation. Torsten Fingerhut, Mitglied der Geschäftsleitung bei der Holder GmbH, eröffnete die Session mit einer Erkenntnis: „Aluminiumteile aus Druckguss werden immer anspruchsvoller und komplexer“. Da immer mehr Zulieferer auf den Markt drängen, wird der Konkurrenzdruck immer größer. Daher ist es aus Fingerhuts Sicht enorm wichtig, das eigene Technologiespektrum zu erweitern. Auch weil OEMs „gerne Komplettlösungen aus einer Hand haben möchten“.

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Es gibt verschiedene Möglichkeiten seine Prozessketten zu erweitern. Zum einen gelingt das durch vor- oder nachgelagerte Prozessschritte und zum anderen durch das Transferieren des Know-hows. Jeder dieser Zwischenschritte in der Prozesskette erhöht laut Fingerhut die Komplexität und somit auch mögliche Fehlerquellen. In einer gemeinsamen Studie mit Prof. Dr. Roeren von der Hochschule Landshut wurde genau diese Veränderung untersucht. Die dort ermittelten Chancen für die Zulieferer sind die Stärkung der Kundenbindung durch die intensivere Zusammenarbeit, eine Erweiterung der Kenntnisse in der kompletten Prozesskette und ein erhöhtes Renditepotenzial. Dem gegenüber stehen Risiken wie überproportionale Investitionen durch die Technologieerweiterung. Fingerhut beendete seine Ausführungen mit dem Fazit, dass die Zulieferer aktiv die Gespräche mit den OEMs suchen müssen, um die optimale Lösung der Prozesskettenerweiterung zu finden.

Herausfordernder Materialmix für den 918 Spyder

Heiko Simonis, Key Account im Bereich Automotive und Anwendungstechnik von Hufschmied Zerspanungssysteme, stellte eingangs das Unternehmen sowie das Produktportfolio vor. Und er hob heraus, was wichtig bei den verschiedenen Produkten sei: „ Die Werkzeuge müssen auf die Zerspanung eines inhomogenen Werkstoffes ausgelegt sein.“ Anschließend ging Simonis auf die aktuellen Projekte ein: Der Engineeringdienstleister entwickelte unter anderem zusammen mit den Zulieferern die Werkzeuge und die Prozesse für die Bearbeitung des CFK-Monocoque des Porsche 918 Spyder.

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Die Herausforderung bestand hierbei im Materialmix, da die kombinierte Bearbeitung von CFK mit Aluminium die Ingenieure vor verschiedene Probleme stellte. Aluminium benötigt laut Simonis scharfe Schneiden, welche aber bei CFK nur bedingt geeignet seien. Außerdem durfte der Aluminiumspan den CFK nicht angreifen. Auch die normale Zerspanungstemperatur von Alu liegt deutlich über der Temperatur, bei der der Matrixwerkstoff des CFK zerstört wird. Daher war die Wärme ein großes Problem. Dennoch gelang es Hufschmied mit der Entwicklung angepasster Fräsen das Projekt erfolgreich zu beenden.

Simulation zur Sicherheit

Dr. Peter Müller-Hummel, Leiter BU Aerospace & Composites bei Mapal zeigte in seinem Vortrag lebhaft die Unterschiede in der Metallzerspanung und der Compositebearbeitung auf. Bei der Metallzerspanung, beispielsweise im Luftfahrbereich, sei es wichtig, ein hohes Zeitspanvolumen zu erreichen. Die daraus entstehende Wärme entweicht mit dem Span und wird nur mit etwas Öl gekühlt. Generell ist die Wärme laut Müller-Hummel bei der Bearbeitung von Metall sehr wichtig. Bei CFK lautet die Devise des Mapal-Manns: „Je aggressiver die Bearbeitung des Materials, desto besser ist das Ergebnis“. Dabei darf die Temperatur 80 Grad nicht überschritten werden, da sonst eine Materialbeschädigung droht.

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Dr. Müller-Hummel wies zudem auf die hohen Kosten der zu bearbeitenden Bauteile hin. Deshalb sei es enorm wichtig, sich auf die Werkzeuge verlassen zu können. Mapal simuliere vorab die Schritte der Bearbeitung, „um auf Nummer sicher zu gehen“, erklärte der Fachmann. Für jedes Bauteil stellt sein Unternehmen Werkzeuge, die den Anforderungen des zu bearbeitenden Materials gerecht werden müssen. Oberstes Ziel dabei sei, „immer wirtschaftlich zu produzieren“.

Am Ende seiner Ausführungen ging Müller-Hummel nochmals auf die verschiedenen Bearbeitungsmöglichkeiten der Gleichlauf- und Gegenlaufstrategie ein. Bei CFK sei die Gegenlaufstrategie geeigneter, da Risse des Materials nach außen gedrückt werden. Genauso verhalte es sich mit dem entstehenden Staub. Dieser wird ebenfalls nach außen abgeführt. Die Gleichlaufstrategie ist seiner Meinung nach besser geeignet für die Metallbearbeitung, da beispielsweise die Wärme nach innen weitergeleitet wird und somit die Schneide aufheizt. Abschließend betonte Dr. Müller-Hummel nochmals, dass die offene Kommunikation mit den Kunden wichtig sei, um die optimale Lösung der Kundenwünsche zu finden.

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