Spannsystem zur Kompensation von Eigenspannungen

Herausforderung aus der Produktion

Während der Fertigung von Metallbauteilen kommt es durch den Materialabtrag zu Veränderungen am Werkstoffgefüge und Bauteilvolumen. Hierdurch treten Formänderungen am Bauteil auf, die direkt nach dem Lösen der verwendeten Vorrichtung sichtbar werden.

In produzierenden Unternehmen werden verzugsgefährdete Bauteile in einer angepassten Vorrichtung mehrmals erneut gespannt und mehrmals manuell eingerichtet. Dieser Prozess ist jedoch langwierig. Eine andere Möglichkeit besteht darin die verzogenen Werkstücke nach der mechanischen Bearbeitung zu richten. Hierbei wird versucht das Werkstück in die gewünschte Form zu biegen. Verzüge durch Richten zu reduzieren oder zu beheben ist auch immer zeit- und kostenintensiv oder gar nicht möglich und führt dann zum Ausschuss des Bauteils.

Lösungsweg im Forschungsprojekt

Im Forschungsprojekt VoKoES entwickeln wir ein hydraulisches Spannsystem, das Bauteilverzüge im Bearbeitungsprozess von großen und dünnwandigen Bauteilen einfach kompensieren kann. Besonders interessant ist dies für geometrisch komplexe, dünnwandige Bauteile, aus Aluminium, Titan oder Inconel, die in der Luftfahrt und im Leichtbau hauptsächlich durch eine 5-Achs-Bearbeitung erstellt werden müssen.

In Zusammenarbeit mit unseren Projektpartnern werden in VoKoES zudem Simulationen zur Abbildung der Eigenspannungszustände in Halbzeugen, Algorithmen zur FEM-Simulation von Bauteilverzügen während der 5-Achs-Fräsbearbeitung und Methoden zur Kompensation von Bauteilverzügen während der Bearbeitung auf Basis der zuvor Entwickelten Vorhersagemethodik erarbeitet.