Automatisierte Feinbearbeitung einer gefrästen Turbinenschaufel. (Bild: Fraunhofer IP)

Automatisierte Feinbearbeitung einer gefrästen Turbinenschaufel. (Bild: Fraunhofer IP)

AACHEN (ba).  Die Herstellung gefräster Bauteile, beispielsweise von Turbinenschaufeln, ist aufgrund vieler einzelner Fertigungsschritte und komplexer Geometrien mit hohem Personalaufwand verbunden. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT entwickelte nun einen federnd gelagerten Werkzeugaufnehmer, der Positionierfehler im Bereich von mehreren zehntel Millimetern genau kompensiert.

Bei gefrästen Bauteilen entsteht durch die Bearbeitung mit einem Fräswerkzeug eine raue Oberfläche. Diese wird bisher immer noch von Hand poliert. Vor allem bei komplexen Bauteilen wie etwa bei Turbinenschaufeln entsprechen manche Oberflächenbereiche an Übergängen oft nicht den Nutzungsanforderungen. Dadurch ist eine intensive Nachbearbeitung mit Feinbearbeitungswerkzeugen in mehreren Schritten erforderlich. Die Teile müssen dazu ausgespannt und manuell bearbeitet werden.

Bauteile ohne Umspannen automatisiert bearbeiten

Mit dem neuen maschinenunabhängigen Werkzeugaufnehmer entfallen diese Schritte: Die Feinbearbeitungswerkzeuge – wie etwa Schleif- und Polierstifte – können direkt in eine Fräsmaschine integriert werden, um das Bauteil ohne Umspannen automatisiert zu bearbeiten. Dadurch ermöglicht der Werkzeugaufnehmer eine Komplettbearbeitung gefräster Bauteile in einer Maschine.

Die Schleif- und Polierstifte sind beim Werkzeugaufnehmer federnd gelagert, um den Verschleiß sowie die Schwankungen der undefinierten Schneide auszugleichen. Damit reicht es aus, den Schleifstift einmalig zu profilieren und ein weiteres Profilieren oder Schärfen entfällt. Versuche an einer 5-Achs-Fräsmaschine erzielten bereits stabile Bearbeitungsergebnisse.

Das Fraunhofer IPT will diesen Prozess demnächst in die betriebliche Praxis umsetzen und erprobt die Komplettbearbeitung nun auch mit Industrierobotern.