Projekte

CarAdT

Übertragung und Anwendung der HSC-Werkzeugtechnologie auf die Fräsbearbeitung von CFK-Laminaten (CarAdT)

Programm: KMU-innovativ: Produktionsforschung
Bekanntmachung: KMU-innovativ (bis 2015)
Wettbewerb: 09. Runde, Stichtag 15.10.2011

Kurzbeschreibung:
Hochfeste faserverstärkte Leichtbauwerkstoffe dringen immer mehr in den Massenmarkt vor. Deutsche Automobilhersteller setzen zur Kraftstoffeinsparung auf diese zukunftsträchtige Werkstoffgruppe, insbesondere auf die Carbonfaser-verstärkten Verbundwerkstoffe (CfK). Den herausragenden Vorteilen dieser Werkstoffe, wie höchste Festigkeit bei geringem Gewicht, steht als gravierender Nachteil die im Vergleich zu Stahlwerkstoffen schwierige spanende Bearbeitung (Fräsen und Bohren) gegenüber. Der Werkzeugverschleiß ist dabei so hoch, dass bislang der Anteil der Kosten für die Bearbeitungswerkzeuge mehr als 10 v. H. der Bauteilkosten ausmacht. Dieser hohe Kostenanteil führt bislang dazu, dass CfK-Bauteile nur im Hightech- oder Luxussegment zum Einsatz kommen. Das Forschungsprojektes CarAdT hat zum Ziel, leistungsfähige und preiswerte Endbearbeitungswerkzeuge für CFK-Bauteile zu erforschen und entwickeln.

Projektdauer: 01.05.2012 − 31.08.2014

Projektkoordinator:
Wilm-Henner Niemeyer
Jakob Schmid GmbH + Co.KG
Telefon: +49 7364 952-705
E-Mail: henner.niemeyer@jso.de

Ansprechpartner bei PTKA:
Dipl.-Ing. Rüdiger Sehorz
Telefon: +49 721 608-25287
E-Mail: ruediger.sehorz@kit.edu

Detaillierte Projektbeschreibung

Problemstellung:
Der Einsatz von CfK-Werkstoffen gewinnt zunehmend an Bedeutung in den Bereichen Automobil (elektro-mobility), Luftfahrt und vielen anderen Industriebereichen, in denen aufgrund anzustrebender Energieeinsparung Leichtbauweise eine Notwendigkeit wird. Verfügbare CfK-Bearbeitungswerkzeuge und Prozessführungen sind suboptimal hinsichtlich Standwege, Bearbeitungsgeschwindigkeiten und der erreichbaren Oberflächenqualität der Schnittkanten. Die mangelhafte Wirtschaftlichkeit der Bearbeitung stellt ein großes Hemmnis bei der breiteren Nutzung und Verbreitung von CfK-Werkstoffen in den verschiedensten Industriebereichen dar.

Projektziel:
Ziel des Projektes CarAdT ist, leistungsfähige und preiswerte Endbearbeitungswerkzeuge für die wirtschaftliche Fräsbearbeitung von CFK-Bauteilen im Massensegment zu erforschen und entwickeln, die die oben beschriebenen Nachteile nicht aufweisen.

Vorgehensweise:
Ausgangslage bei der Fa. JSO sind die eigenen firmenspezifischen Erfahrungen in der HSC-Werkzeugtechnologie für die Holz- und Verbundwerkstoffbearbeitung. Beginnend mit der Entwicklung eines rechnerunterstützten Zerspanungsmodells (ZM) zum CfK-Fräsen und Aufbau einer Zerspandatenbank (ZDB) sollen schrittweise neue Werkzeuggeometrien und Schneidstoffbeschichtungen entwickelt werden. Es folgt der Bau von Werkzeugprototypen mit Schneiden aus polykristallinem Diamant (PKD) und deren Eignungsprüfung bei Partnerfirmen. In iterativen Optimierungsschritten werden anschließend die Werkzeuge, zur Serienreife weiterentwickelt.

Ergebnisse:
Als Ergebnis soll eine neue Zerspanwerkzeugfamilie, vorzugsweise zur Fräsbearbeitung von CfK-Werkstoffen, zur Verfügung stehen.

Anwenderpotenzial:
Mithilfe der Ergebnisse des Forschungsvorhabens werden neue Erkenntnisse und Anwendungen für eine kostenoptimierte und wirtschaftliche Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von CfK-Automobilbauteilen bereitgestellt, die sich auch auf weitere Anwendungen von CfK-Bauteilen z. B. für Windkraftanlagen, die Sportgeräteindustrie usw. übertragen lassen.

Publikationen

KMU-innovativ "Forschung für die Produktion von morgen"
Erscheinungsjahr: 2013
Beschreibung: Die Broschüre informiert über das Forschungsförderprogramm und laufende Forschungsvorhaben von produzierenden KMU. Für Unternehmen, die auf den dargestellten Fach- und Forschungsgebieten kooperieren möchten, dient die Broschüre als Basisinformation.

Projektträger

Projektträger Karlsruhe (PTKA)
Produktion, Dienstleistung und Arbeit
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Hermann-von-Helmholtz-Platz 1
76344 Eggenstein-Leopoldshafen

+49 (0)721 608-25281
+49 (0)721 608-992003

info@ptka.kit.edu
Standort Dresden
PTKA

Ansprechpartner

Sekretariat Karlsruhe

Celina Gabber und Solvig Grünitz

+49 (0)721 608-25281
zentralessekretariat@ptka.kit.edu

Sekretariat Standort Dresden

Heike Blumentritt

+49 (0)721 608-31435
heike.blumentritt@kit.edu