ERANET Verbundprojekt: Vibrationsunterstützte Bohrbearbeitung von Faserverbundwerkstoffen in Metall-Schichtverbunden unter Anwendung einer speziellen Kühl- und Schmierstrategie (MANUNET-VibroCool); Teilprojekt: Entwicklung einer Werkzeugspindel

Im Rahmen des »VibroCool« Verbundprojektes soll ein neuartiges Zerspansystem zur Realisierung der ultraschallunterstützten Bohrbearbeitung von FVW und Stacks bei gleichzeitiger Anwendung einer speziellen Kühl-/Schmierstrategie entwickelt und zur Serienreife gebracht werden. Der Einsatz der Bearbeitungsplattform soll zu einer signifikanten Steigerung der Bohrbearbeitungsperformance faserbasierter Werkstoffverbunde beitragen und die derzeitigen Technologiegrenzen erweitern. SNS leistet seinen Beitrag durch die Entwicklung einer speziellen Werkzeugspindel. Diese soll einerseits die Bearbeitung von FVW aber auch die Bearbeitung von schwer zerspanbaren Metallen wie Titan ermöglichen. Dafür muss die Spindel ein breites Parameterfenster hinsichtlich Drehzahl und Leistung abbilden können. Dies soll durch eine spezielle Konstruktion der Spindel ermöglicht werden. Zusätzlich muss die Spindel für eine zweikanalige Durchführung der Medien (Schmierstoff, gasförmiges Kühlmedium) ausgelegt werden. Bei der Entwicklung des Gesamtsystems wird eine modulare Vorgehensweise mit einzelnen Entwicklungspfaden gewählt. Anschließend erfolgt die Zusammenführung in das Gesamtsystem. Im Rahmen der Systementwicklung wird die Entwicklung der Maschinenspindel, des angepassten Schmierstoffs und des ultraschallerzeugenden Werkzeughalters adressiert. Im Modul Werkzeugentwicklung werden Diamantbohrwerkzeuge entwickelt. Im Zuge der Prozessentwicklung werden einerseits unterstützende Voruntersuchungen für die jeweiligen Entwicklungspfade und andererseits eine prozesstechnische Optimierung der fertigen Technologie durchgeführt. Anschließend erfolgt die Integration in eine Werkzeugmaschine gefolgt von einer Systemdemonstration. Aufgaben von SNS sind: Konstruktion und Auslegung der Maschinenspindel, die Konzeptionierung von Schnittstellen zum Werkzeughalter mit integrierter Ultraschalleinheit. Darüber hinaus müssen Schnittstellen zur Werkzeugmaschine definiert und entwickelt werden