Fräsen

Mobile Fräseinheit zur Reparatur von CFK-Bauteilen

| Autor / Redakteur: Ralph Schiffler / Rüdiger Kroh

Die mobile Fünf-Achs-Fräseinheit ermöglicht das strukturierte Abarbeiten der Reparaturaufgabe in wenigen Minuten bei 100 % gleichbleibender Qualität und Wiederholgenauigkeit.
Die mobile Fünf-Achs-Fräseinheit ermöglicht das strukturierte Abarbeiten der Reparaturaufgabe in wenigen Minuten bei 100 % gleichbleibender Qualität und Wiederholgenauigkeit. (Bild: DMG Mori)

Für die Produktion und die Reparatur von Faserverbundstoff-Bauteilen eignet sich die Ultrasonic-Technik besonders gut. Neben stationären Maschinen bietet eine mobile Fünf-Achs-Fräseinheit neue Möglichkeiten bei der wirtschaftlichen Reparatur von Strukturbauteilen in der Luftfahrt- oder der Automobilindustrie.

Kohlefaserverbundstoffe oder Carbon Fiber Reinforced Plastics (CFRP), wie sie im luftfahrttechnischen Sprachgebrauch genannt werden, sind aufgrund ihrer hohen spezifischen Festigkeit und ihres geringen Gewichts prädestiniert zum Herstellen von Leichtbaukomponenten. Der Einsatz von CFK, aber auch GFK, in der zivilen Luftfahrt steigt unaufhörlich und alle Premiumhersteller in der Automobilindustrie fertigen wichtige Strukturbauteile aus faserverstärkten Kunststoffen. Auch in der Windenergie werden bereits alle aerodynamischen Komponenten aus Composite-Materialien hergestellt.

Sowohl mobile als auch stationäre Bearbeitungslösungen

Neben dem eigentlichen Produktionsbereich ist aber auch die Nachfrage nach einer automatisierten, wirtschaftlichen Bearbeitungsmöglichkeit bei der Instandsetzung und Reparatur (Maintenance, Repair, and Overhaul, MRO) von beschädigten Faserverbundstoff-Bauteilen ungebrochen. In beiden Kategorien ermöglicht der Einsatz der Ultrasonic-Technik sowie der ganzheitliche Prozessansatz der DMG-Mori-Tochter Sauer eine Lösung für die effiziente Bearbeitung von diesen Hochleistungswerkstoffen in optimaler Bauteilqualität. Dabei bietet das Unternehmen applikationsübergreifend sowohl mobile als auch stationäre Bearbeitungslösungen für beide Bereiche – Produktion sowie Wartung und Reparatur – an.

Oftmals stossen gängige Bearbeitungsverfahren für die Bearbeitung von Faserverbundwerkstoffen aufgrund des hohen Werkzeugverschleisses, der oft nicht ausreichenden Bauteilqualität sowie infolge zu geringer Vorschübe an technische Grenzen. Genau hier setzt DMG Mori mit der Ultrasonic-Technik an. Die gezielte Einleitung einer Ultraschallschwingung in die Werkzeuglängsachse führt zu einer deutlichen Reduktion des Drehmoments, einer Werkzeugstandzeiterhöhung sowie einem verbesserten Spanbruch und einer damit einhergehend optimierten Späneabfuhr.

Gezielte Überlagerung der Schnittrichtung mit der Ultraschallschwingung

Die gezielte Überlagerung der Schnittrichtung mit der Ultraschallschwingung ermöglicht es, die Fasern des Werkstoffes durch eine erhöhte Schnittgeschwindigkeit sauber zu trennen und damit die hohen Anforderungen an Produktivität und Bauteilqualität zu erfüllen. Die Verringerung der wirkenden Prozesskräfte um bis zu 40 % ermöglicht somit saubere Kanten und verhindert Faserausrisse sowie Delamination am Bauteil. Dies gilt sowohl für typische Bearbeitungsaufgaben wie das Besäumen, das Einbringen von Taschen oder das Bohren von CFK-, GFK- oder AFK-Komponenten für die Serienproduktion, als auch für das Einbringen von beispielsweise gestuften Schäftungen mittels akkuratem Freilegen der einzelnen Laminatschichten.

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