Am Institut für Produktionstechnik (IfP) an der WHZ werden neue, innovative Fertigungsverfahren entwickelt, untersucht und in die industrielle Praxis überführt. Aktuelle Trends in der Fertigungstechnik betreffen dabei unter anderem die kryogene Zerspanung, die Entwicklung und Erprobung neuer Strategien zur Fertigung von Turbinenkomponenten und die ultraschallunterstützte Bauteilbearbeitung. 

Jahrelange Erfahrung in der ultraschallunterstützten Bearbeitung

Seit mehr als 15 Jahren forscht und entwickelt die Forschergruppe Spanungstechnik auf dem Gebiet der Ultraschallbearbeitung in zahlreichen Forschungsprojekten. Die Anwendungen von Ultraschall sind vielseitig und finden in der Medizin und in der Technik heutzutage einen breiten Einsatz: So zum Beispiel in der Sonografie und der Echokardiografie von Mensch und Tier und der Ultraschalltherapie zur Schmerzlinderung. Weitere Anwendungsgebiete sind das Ultraschallschweißen in der Fügetechnik und das Ultraschallschneiden sowie Werkstoffprüfungen mit Ultraschallgeräten oder Ultraschallschwingläppen, zur Herstellung komplexer Geometrien und von extrem glatten Flächen zum Beispiel für die Raumfahrtindustrie. 

Flexible und preiswerte Prototypen entwickelt

Am IfP werden drei spezielle Verfahrensvarianten der ultraschallunterstützten Bearbeitungsmethoden im Detail untersucht. Dies betrifft das ultraschallunterstützte Bohren mit geometrisch bestimmter Schneide, das Ultraschallglätten und das Ultraschallverfestigen.

Diese Bearbeitungsmethoden haben gegenüber herkömmlichen Fertigungsprozessen enorme Vorteile. Durch Ultraschallglätten kann die Rauheit von Oberflächen drastisch reduziert werden. Beim Ultraschallverfestigen werden versagensrelevante Zugeigenspannungen an CVD-beschichteten Schneidstoffen reduziert. Das ultraschallunterstützende Bohren vermindert die Gratbildung am Bohrer-Austritt und reduziert die Bearbeitungskräfte deutlich. Dazu wird ein mit Partnern entwickelter Prototyp zu Forschungszwecken eingesetzt. Da es am Markt im Bereich des Ultraschallbohrens nur vergleichsweise teure Sondermaschinen gibt, besitzt das IfP hier ein Alleinstellungsmerkmal. Darüber hinaus entwickelten die Wissenschaftler einen weiteren preiswerten und flexiblen Prototyp auf Basis des Ultraschallschweißens. Dieser wird in Dreh- oder Fräsmaschinen integriert und zum Glätten und verfestigen eingesetzt. Auch dafür gibt es derzeit noch keine industriell nutzbare Lösung am Markt.