Sensorische und aktorische Werkzeuge und Werkzeugkomponenten zur Gestaltung optimaler Hochleistungszerspanprozesse

In der modernen Fertigungstechnik verlangt der Trend zu immer kürzeren Produktzykluszeiten, verbunden mit höchsten Qualitätsanforderungen an die Bauteile bei kostenoptimaler Fertigung, ständig neue, sich wandelnde Maschinen-, Werkzeugund Technologiekonzepte. Die Hochleistungsbearbeitung (high performance cutting) als ganzheitlicher Prozess stellt dabei an die zum Einsatz kommenden Werkzeuge sowohl in technischer als auch wirtschaftlicher Hinsicht sehr hohe Anforderungen. Vor diesem Hintergrund werden die Entwicklung und der Einsatz von Hochleistungszerspanwerkzeugen als ein entscheidender Stellhebel zur Erreichung hoher wirtschaftlicher Effekte diskutiert und anhand neuer Werkzeuglösungen, wie beispielsweise Modular- oder sog. „Plattform“ – Konzepte oder auch „mehrtechnologieorientierter“ Werkzeuge, deren Einsatztauglichkeit für die Gestaltung optimaler Prozessketten nachgewiesen. Der Charakterisierung statischer und dynamischer Kenngrößen von Werkzeug und Werkzeugaufnahmen bzw. des Bearbeitungsprozesses insgesamt wird dabei besondere Aufmerksamkeit gewidmet. In diesem Zusammenhang gewinnt auch die Integration von Sensorik und Aktorik in die Zerspanwerkzeuge bzw. die Werkzeugaufnahmen hinein, zunehmend an Bedeutung. Mit dem Ziel der werkzeugbasierten sensorischen Erfassung prozessrelevanter Kenngrößen zur Charakterisierung des Zerspanprozesses werden sensorintegrierte Werkzeuge, z. B. für das Fräsen mit Fräsköpfen, vorgestellt sowie Wege zum Nachweis der Einsatztauglichkeit bei der Bearbeitung von zu Schwingungen neigenden Werkstücken aufgezeigt. Aktorische Werkzeuge, beispielsweise Fräswerkzeuge mit piezoelektrisch verstellbaren Schneiden, werden ebenfalls vorgestellt. Mit der beschriebenen Inprocess-Modifikation von Werkzeugschneiden lassen sich beispielsweise Schlichtschneiden an einem Werkzeug realisieren, ohne dass dafür ein zweites Werkzeug in den Bearbeitungsprozess eingestellt werden muss. Lösungsansätze zur adaptiven Schwingungsdämpfung in Werkzeugen sowie ein Ausblick auf die künftige verstärkte Nutzung der Adaptronik auch für Hochleistungs - Zerspanwerkzeuge („Adaptronische Werkzeuge“) runden die Arbeit ab.