Institut für Fertigungstechnik
und Hochleistungslasertechnik

TU Wien

Grundlagenforschung zu Zerspanungstechnologien

  • Zerspanung mit geometrisch bestimmten (Fräsen, Drehen) und unbestimmten Schneiden (Schleifen)
  • Simulation von Zerspanungsprozessen
  • Zerspanung von Hochleistungswerkstoffen (z.B. TiAl)
  • Zerspanung von gehärteten Werkstoffen
  • Hybridbearbeitung
  • Verfahrensentwicklung und -optimierung
  • Messtechnische Prozessuntersuchung (Zerspankraft, Temperatur)
  • Verschleißuntersuchung

Energieeffizienz in der Produktion

Gebäudeebene:

  • Entwicklung und Implementierung von E-Monitoring in komplexen Produktionssystemen (Energieflüsse transparent machen)
  • Entwicklung eines Lastgang-Analysetools (Zeitreihenanalyse)
  • Implementierung von Optimierungsmaßnahmen

Maschinenebene:

  • Standardisierte Bewertung der Prozesseffizienz über Energiemessung
  • Standardisierte Maschinenvermessung inkl. Bewertung der Gesamt-Maschineneffizienz
  • Energetische Analyse der produktionsplanerischen Einflüsse (Simulation)

Bearbeitung von Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoffen

Die wirtschaftliche Bearbeitung von Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV), wie Kohlefaser-Kunststoffen, kurz CFK, aber auch von Naturfaserverbunden gewinnt zunehmend an Bedeutung. In Branchen, wie der Luftfahrtindustrie, der Automobil- und Windkraftindustrie, etc. werden zunehmend Faser-Verbundwerkstoffe in steigender Einsatzrate eingesetzt.

Die effiziente Bearbeitung von CFK-Werkstoffen mit konventionellen, spanenden Bearbeitungsverfahren wird erschwert durch den hohen Verschleiß der Werkzeuge und werkstückbezogene Probleme. Effekte wie Delamination und Ausfransung an Schnittkanten oder der Ein- und Austrittskante einer Bohrung beeinflussen die Bauteilfunktion negativ und sind zu reduzieren. Technologische Erfahrungen aus der Metallzerspanung sind daher nur sehr bedingt auf die Faser-Verbund-Bearbeitung zu übertragen. Neben den primären technologischen Herausforderungen sind auch maschinenseitige Maßnahmen zu ergreifen, um beispielsweise die Staubbildung durch Absaugung zu beherrschen. Die Forschungsarbeiten am IFT fokussieren auf die Optimierung der Prozessparameter für die Zerspanung geometrisch bestimmter und unbestimmter Schneide sowie auf die Anpassung der Werkzeuggeometrie und des eingesetzten Schneidstoffs bzw. Beschichtung.

Herstellung von Funktionsbauteilen aus Faser-Kunststoff-Verbunde

Die Möglichkeiten der Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) werden zunehmend in der Gestaltung von Massenprodukten gezielt genutzt. Die enorme Vielfalt dieser Werkstoffklasse und die jeweils charakteristischen Merkmale der speziellen Verbunde ermöglichen es, unterschiedlichste Einsatzgebiete zu definieren, in denen -durch den FKV- ein leistungsfähigeres und hochwertigeres Bauteil entsteht.

Vorwiegend zeichnet das Leichtbaupotential dieser Werkstoffe für diesen Trend verantwortlich, zumal eine Massenreduktion von Bauteilen, eine erhöhte Leistungsfähigkeit bzw. eine reduzierte Energieaufnahme neue Möglichkeiten in der Gestaltung von Funktionsteilen eröffnet. Ebenso können dynamischere Vorgänge und größere Komponenten realisiert werden, die ökonomisch und ökologisch wiederum Vorteile bringen.

Am IFT werden nicht nur sämtliche Fertigungsschritte in der Prozesskette von FKV-Bauteilen von der Formgebung mit unterschiedlichsten Technologien wie etwa Pressen, Autoklavieren oder Wickeln, sowie das Fügen zu Baugruppen verfolgt. Die Forschungsthemen umfassen auch die Entwicklung von neuartigen FKV wie etwa Naturfaser-Kunststoff-Verbunde oder Basaltfaser-Polyamid-Verbunde. Ebenso wird untersucht, wie die speziellen Eigenschaften bestimmter FKV zur konstruktiven Realisierung von Zusatzfunktionen genutzt werden können, um etwa die Herstellung von Bauteilen mit definiertem Wärmeausdehnungskoeffizienten (z.B. α=0) zu realisieren. Diese Erkenntnisse fließen in die Entwicklung neuer Standardkonstruktionselemente wie etwa Federelemente aus diesen Werkstoffen ein. Dabei werden nicht nur wissenschaftliche Problemstellungen sondern auch anwendungsorientierte Fragestellungen zur leichtbaugerechten Gestaltung von Faserverbundstrukturen behandelt.