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Toyotas Erfolgsfaktoren in der Produktentwicklung
Authors: Basel Tarik 
Published: May 2017

Kurzfassung
Toyotas Erfolgsgeheimnis war in den vergangenen Jahren für viele Automobilbauer Anlass, die eigenen Produktionsabläufe kritisch zu hinterfragen. Doch Toyotas Erfolg liegt nicht allein in einer ausgeklügelten Produktion begründet. Voraussetzung für einen reibungsarmen Fertigungsablauf ist im Vorfeld ein Entwicklungsverständnis, in dessen Mittelpunkt eine Mehrwertbildung für den Kunden steht. Während bei der Produktion vielfach eine Verlagerung in best-cost-countries zu einem Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit beitrug, ist die Situation in der Entwicklung schwieriger. Die Prozesse sind komplexer, Lösungsmöglichkeiten umfangreicher und häufig nur in interdisziplinären Teams zu realisieren. Kernbotschaft dieser Arbeit liegt in einer Sensibilisierung für diese Zusammenhänge, aber auch in einer kritischen Hinterfragung der Übertragbarkeit der Toyota Entwicklungsphilosophie auf deutsche Verhältnisse.
Virtuelle und erweiterte Realität zur Analyse komplexer mechatronischer Systeme
Authors: Gausemeier Jürgen , Radkowski Rafael , Waßmann Helene 
Published: May 2017

Kurzfassung
Mechatronik beruht auf dem symbiotischen Zusammenwirken von Mechanik, Elektronik, Regelungstechnik und Softwaretechnik, um das Verhalten von technischen Systemen zu verbessern. Zukünftige mechatronische Systeme werden in der Lage sein, selbstständig und flexibel auf veränderte Betriebsbedingungen zu reagieren. Hierfür verwenden wir den Begriff Selbstoptimierung. Der Entwurf derartiger Systeme ist eine Herausforderung. Der Beitrag führt in das Paradigma der Selbstoptimierung ein. Aufbauend hierauf werden der Entwicklungsprozess für selbstoptimierende Systeme skizziert und die Einsatzmöglichkeiten der Technologien Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR) zur Analyse der Systeme präsentiert. Insbesondere AR und VR tragen dazu bei, dass die auf der komplexen Informationsverarbeitung beruhenden Wirkzusammenhänge für den Entwickler leichter nachvollziehbar werden.
Optimierter Energieeinsatz verbessert die Ertragssituation
Authors: Ott Andreas , Cramer Jörg 
Published: May 2017

Kurzfassung
Das Thema Energie ist von Jahr zu Jahr deutlicher in den Fokus von Politik und Wirtschaft geraten. Dies betrifft die Wirtschaftlichkeit der Energiehaushalte von Wohngebäuden ebenso wie diejenigen der Wirtschaft. So werden allenthalben Ziele wie die Effizienzverbesserung, die technologische Entwicklung neuer alternativer Energieversorgungsstrategien und die Verminderung des CO2-Ausstoßes formuliert – und mit gesetzlichen Rahmenvorgaben sowie Subventionen unterstrichen. Fabrikbetriebe entdecken zunehmend ihr Interesse an dem Thema, das neben den positiven Auswirkungen auf die Umwelt auch erhebliche Kosteneinsparungen verspricht. Welches aber sind die Stellhebel bei der Gestaltung und Planung neuer Fabriken bzw. bei der Optimierung bestehenden Fabriken? Wie groß ist das Einsparpotenzial tatsächlich? Die Technische Unternehmensberatung Ingenics AG (Hauptsitz Ulm) befasst sich seit geraumer Zeit intensiv mit der Bewertung von Handlungsfeldern und Methoden zur Berücksichtigung der Anforderungen an die Neu- und Umplanung von Fabrikbetrieben mit dem Ziel einer optimalen bzw. kostenminimalen Energieeffizienz.
Gestaltung eines regelbasierten Produktionsnetzwerks
Authors: Schuh Günther , Boos Wolfgang , Gartzen Ute 
Published: May 2017

Kurzfassung
Um komplexe produktionstechnische Aufgaben erfüllen zu können, produzieren einige Unternehmen in Netzwerken. Um diese Netzwerke effizient und gleichzeitig flexibel gestalten zu können, ist es erforderlich, den bestehenden Konflikt zwischen Führbarkeit und Flexibilität aufzuheben, der in konventionellen Netzwerkorganisationen beobachtet werden kann. Dazu wurden im Rahmen dieses Beitrags mögliche ablauforganisatorische Elemente für ein regelbasiertes Netzwerk konzipiert. Um einen hohen Anwendungsgrad zu erzielen, sind diese Elemente sowohl im Hinblick auf Managementinhalte als auch auf das zu entwerfende Regelwerk weiter auszudetaillieren.
Das Produktionssteuerungskonzept „Perlenkette“
Authors: Weyer Matthias , Spath Dieter 
Published: May 2017

Kurzfassung
Insbesondere in der deutschen Automobilproduktion wird das Produktionssteuerungskonzept Perlenkette mehr und mehr zu einer festen Größe. Durch seine Anwendung können die unterschiedlichen und zum Teil konträren Zielsetzungen des Dilemmas der Fertigungssteuerung, wie geringe Bestände, hohe Kapazitätsauslastung und kontinentale oder globale Beschaffung auf einem hohen Niveau kombiniert umgesetzt werden. Auch der bekannte Bullwhip-Effekt innerhalb der Supply Chain kann durch den Einsatz der Perlenkette deutlich reduziert werden. Nach den ersten Implementierungsversuchen vor etwa zehn Jahren hat sich im Laufe der Zeit ein Erfahrungsschatz der Implementierungsarbeit aufgebaut. Folgender Artikel skizziert die Herausforderungen, die die Implementierung der Perlenkette mit sich bringt und zeigt Lösungsansätze auf, die bei der Einführung, der Realisierung und dem Lauf der Perlenkette beachtet werden sollten.
Verbesserung der Kooperation zwischen Beschaffung und Produktentwicklung
Authors: Zunk Bernd Markus , Marchner Alexander 
Published: May 2017

Kurzfassung
Aus den sehr dynamischen Veränderungen der Beschaffungsmärkte, die nicht zuletzt an der Technologieentwicklung sowie an den Eigenschaften der Beschaffungsobjekte und der Ausprägung der Beschaffungsorganisation sichtbar werden, ergeben sich vielfältige Herausforderungen für Technologieunternehmen. Die zentrale Frage, der sich der folgende Beitrag zuwendet, beschäftigt sich mit der Problematik der optimalen Integration der Produktentwicklung in den Beschaffungsprozess beim Kauf kundenspezifischer Produktionsgüter. Aufgezeigt werden Potenziale zur Optimierung des innerbetrieblichen Beziehungsmanagements in der beschaffenden Organisation. Die vorgestellten Maßnahmen zur Verbesserung der Kooperation zwischen den funktionalen Unternehmensbereichen Produktentwicklung und Beschaffung rekrutieren sich aus Daten einer empirischen Untersuchung unter Beschaffungsmanagern in Technologieunternehmen.
Wissensgenerierung und Kommunikation
Authors: Noennig Joerg Rainer , Schulze Martin , Richter Sven , Nyhuis Peter , Heinen Tobias 
Published: May 2017

Kurzfassung
Man kann die Geschäftsarten des produzierenden Gewerbes (Produkt-, System- und Anlagengeschäft) modellhaft nach dem Verhältnis von Wissensanwendung und Wissensgenerierung ordnen. Den höchsten Anteil an der Wissensgenerierung hat dabei das Anlagengeschäft. Die Wissensgenerierung findet sowohl in der Prozessoptimierung als auch in der Produktinnovation statt. Beide setzen eine effektive Kommunikation zwischen den Mitarbeitern des Unternehmens voraus. Daher müssen Unternehmen klären, ob die Kommunikation den Anforderungen durch die Wissensgenerierung entspricht. In einer Fallstudie im Anlagengeschäft wurde eine Kommunikationsanalyse mittels Netgraphing durchgeführt. Ergebnis ist die grafische Darstellung des Kommunikationsnetzwerks, mit der Diskrepanzen zwischen der gemessenen Kommunikation und den Anforderungen an die Wissensgenerierung gezeigt werden können. Sie entspricht weder den Erfordernissen der Prozessoptimierung noch der Produktinnovation. Anhand der Netgraphing-Untersuchung lassen sich auch prinzipielle Lösungsvorschläge unterbreiten, die hier in prozess- und raumbezogene Vorschläge konkretisiert werden.
Methodik zur Gestaltung globaler Produktionsverbünde
Authors: Grauer Matthias 
Published: May 2017

Kurzfassung
Die Globalisierung zwingt weltweit agierende Unternehmen, ihre Produktionsstrukturen neu auszurichten. Dabei muss die Konfiguration globaler Produktionsverbünde besonders die Einflussgrößen Produktdesign, Prozessgestaltung und Standortentscheidung berücksichtigen. Diese drei Größen sind gleichzeitig die wesentlichen Einflussstärken eines globalen Produktionsverbunds. Folglich greift die isolierte Betrachtung einzelner Einflussgrößen zu kurz und die Konfiguration eines globalen Produktionsverbunds kann nur unter Berücksichtigung aller drei Einflussgrößen sinnvoll geplant werden. Der vorliegende Artikel stellt das Problem vor und liefert hierfür einen geeigneten Lösungsansatz.
Anwendungsabhängige Schneidkantenpräparation
Authors: Denkena Berend , de Leon Luis , Bassett Edmond 
Published: May 2017

KurzfassungDie Schneidkantengeometrie hat neben der Makrogeometrie des Werkzeugs, charakterisiert beispielsweise durch den Span- oder den Freiwinkel, einen wesentlichen Einfluss auf dessen Leistungsfähigkeit. In dieser Arbeit wird der Einfluss der Schneidkantengeometrie auf das Einsatzverhalten der Werkzeuge bei der Trockenbearbeitung von C45E ermittelt. Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen einen signifikanten Einfluss der Schneidkantengeometrie auf das Verschleißverhalten und die erzielte Standzeit der Werkzeuge. Mit der an das Belastungskollektiv angepassten Schneidkantengeometrie wird eine Standzeiterhöhung von bis zu 100 Prozent gegenüber unpräparierten Werkzeugen erreicht.
Aktive Halbzeuge – Blechverbunde mit Piezo-Kern
Authors: Neugebauer Reimund , Nestler Matthias , Hensel Sebastian , Drossel Welf-G. , Lachmann Lutz 
Published: May 2017

Kurzfassung
Piezoelektrische Wandler, wie z.B. Macro-Fibre-Composites (MFC), können bei der Reduktion von Bauteilschwingungen, Health Monitoring, Crashfallerkennung und Energiegewinnung eingesetzt werden. Die Ausweitung der Einsatzfelder aktiver Komponenten auf hocheffiziente Wirtschaftszweige (z.B. Automobilbau) lässt sich nur mit einer Optimierung der bisher zeit- und kostenintensiven Applikation der Wandler nach der Umformung realisieren. Eine Möglichkeit, um dieses Ziel zu erreichen, besteht darin, die Applikation direkt in die Bauteilfertigung zu integrieren. Bei der vorgestellten Methode wird ein in fluidem Klebstoff eingebetteter MFC mit hochspröden piezoelektrischen Fasern zwischen zwei Blechen platziert. Hierdurch werden bei der sich anschließenden Umformung des Blech-MFC-Verbunds die infolge der Reibung in den MFC eingebrachten Zugbeanspruchungen vermindert. Nach der Umformoperation erfolgt die Aushärtung des Klebstoffs, wodurch eine Anbindung des MFC an die umgebenden Bleche entsteht.
Data Mining in Sensordaten verketteter Prozesse
Authors: Morik Katharina , Deuse Jochen , Faber Vanessa , Bohnen Fabian 
Published: May 2017

Kurzfassung
Das Prinzip der autonomen Automation wird als Methode der Lean Production zur Kostensenkung durch Vermeidung von Ausschuss und Nacharbeit genutzt. Während in Arbeitssystemen geringer Komplexität integrierte automatische Qualitätsprüfungen bereits erfolgreich zum Einsatz kommen, ist eine Übertragung auf komplexe, verkettete Arbeitssysteme derzeit nicht vollständig umsetzbar. In diesem Beitrag wird am Beispiel eines Walzprozesses ein auf maschinellen Lernverfahren basierender Ansatz zur Realisierung der autonomen Automation in komplexen, verketteten Produktionsprozessen vorgestellt. Hierbei werden verschiedene Herausforderungen, welche durch produktionstechnische Restriktionen entstehen, aufgezeigt und die Notwendigkeit von Weiterentwicklungen bestehender Lernverfahren unter der Zielsetzung der Einbindung in die Produktion dargelegt.
Identifikation von RFID-Einsatz-potenzialen im Fertigungsprozess
Authors: Aurich Jan C. , Faltin Markus , Kempf Felipe A. Gómez 
Published: May 2017

Kurzfassung
RFID (Radio Frequency Identification) wird als eine wichtige Technologie betrachtet, um eine allgegenwärtige Datenverarbeitung und einen nahezu vollständig automatisierten Fertigungsprozess zu realisieren. Die RFID-Technologie ermöglicht es, genaue Informationen über ein spezifisches Objekt in Echtzeit zu speichern, abzurufen und zu übertragen. Auf Grund der Datenübertragung ohne direkte Sichtverbindung und der lokalen Datenspeicherung auf Tags (Transpondern) eröffnet sich ein breites Spektrum von Einsatzmöglichkeiten, die jedoch für jeden Prozess individuell angepasst werden müssen. Dieser Artikel präsentiert einen Ansatz zur Identifizierung spezifischer Einsatzpotenziale im Fertigungsprozess. Der Ansatz beschreibt, wie die Anforderungen an die RFID-Technologie für einen individuellen Fertigungsprozess angepasst werden müssen. Dazu bildet eine fundierte Prozessbetrachtung den ersten Schritt, um Anwendungsfall spezifische Potenziale zu identifizieren. Die Prozessbetrachtung stellt die Basis für die Analysen zur Identifikation bestehender Defizite, verbesserter Prozessleistung und typischer RFID-Ansatzpunkte dar.
Integration und Durchgängigkeit von Information im Produktionsmittellebenszyklus
Authors: Brecher Christian , Herfs Werner , Fayzullin Kamil , Özdemir Denis , Feng Juejing , Hamadou Mehdi , Müller Andreas 
Published: May 2017

Kurzfassung
Die effiziente Lösung von Engineering- und Serviceaufgaben während des gesamten Lebenszyklus heutiger Produktionsanlagen setzt einen intensiven Informationstransfer zwischen Mitarbeitern der einzelnen Fachbereiche in Entwicklung, Konstruktion, Inbetriebnahme und Service voraus. Idealerweise dient hierbei das digitale Anlagenabbild als übergreifendes Informationsmodell und begleitet das Produktionssystem entlang seines Lebenszyklus und darüber hinaus für spätere Neukonstruktionen. Die Vernetzung von Lebenszyklusdaten ist jedoch in der Regel lückenhaft. So werden zum Beispiel externe Engineering- und Produktdaten sowie Daten aus der Elektro- und Automatisierungstechnik einschließlich des resultierenden Anlagenverhaltens nur unzureichend in das Informationsmodell der Digitalen Fabrik integriert. Zudem fehlen Werkzeuge, die nach der Inbetriebnahme einen systematischen Abgleich der realen Anlage mit dem digitalen Abbild ermöglichen. Damit entfernt sich aber die reale Anlage von ihrer digitalen Version, und es fehlen aktuelle und konsistente Informationen für Serviceaufgaben sowie für Erweiterungs- und Änderungsprojekte. Die in diesem Artikel vorgestellten Konzepte zielen auf eine verbesserte Durchgängigkeit der Information im Lebenszyklus von Produktionsmitteln unter Berücksichtigung der Notwendigkeit eines stetigen Abgleichs zwischen digitaler und realer Welt ab. Die entwickelten Konzepte werden anhand der Siemens-Modellanlage SmartAutomation veranschaulicht.
Referenzmodell zur durchgängigen digitalen Planung komplexer Produktionssysteme
Authors: Engel Mathias , Buerkner Stephan , Günther Ulrich 
Published: May 2017

Kurzfassung
Dieser Beitrag stellt das Konzept und den aktuellen Praxiseinsatz eines Referenzmodells zur Planung mit Werkzeugen der Digitalen Fabrik in der Vorproduktion vor. Das Referenzmodell DiFOR (Digital Factory Operating Reference) wurde in Zusammenarbeit zwischen der Steinbeis Hochschule Berlin und der Daimler AG entwickelt. Die Motivation sowie auch die Erläuterung dieses allgemeingültigen Modells und der damit verbundenen digitalen Planungsmethode bilden hierbei den Schwerpunkt dieses Artikels. Das Referenzmodell DiFOR zur durchgängigen digitalen Planung komplexer Produktionssysteme stützt sich auf das Drei-Säulen-Konzept „Modell-Methode-System“.
Nivellierung variantenreicher Serienprodukte
Authors: Reinhart Gunther , Egbers Jörg , Hüttner Stefan , Geiger Florian , Hatwig Jens 
Published: May 2017

Kurzfassung
Die Harmonisierung und Nivellierung von Produktionsaufträgen verringert negative Folgen von Nachfrageschwankungen in Supply Chains von produzierenden Unternehmen. Die erfolgreiche Einführung einer Produktionsnivellierung hat neben einer gesteigerten Synchronisation mit externen Partnerunternehmen ebenfalls starke Vorteile für die internen Distributions- und Produktionsstrukturen. Der vorliegende Beitrag erläutert die simulationsgestützte Bewertung von Nivellierungskonzepten anhand von drei Dispositionsstufen eines Produktionsstandortes variantenreicher Serienprodukte. Der Vorgehensweise zur Klassifizierung und Systematisierung der Varianten zu Produktfamilien und der Ableitung geeigneter Nivellierungsfenster folgt die Aufstellung der wichtigsten Parameter für die Planung einer Produktionsnivellierung bei hoher Variantenzahl.
Lastkollektiverfassung als Voraussetzung für TCO-Modelle
Authors: Bleicher Friedrich , Renger Ulrich , Lang Horst 
Published: May 2017

Kurzfassung
Die Investitionsentscheidung über Produktionsmaschinen wird zunehmend auf der Grundlage von Lebenszykluskosten getroffen. Die hierfür eingesetzten Kalkulationsmodelle vernachlässigen jedoch weitgehend die während der Betriebsdauer auftretenden Lastkollektive auf der Maschine. Dabei erfordert gerade die Bewertung der Ausfall- und Energiekosten, die den Großteil der Lebenszykluskosten ausmachen, eine lastbezogene Betrachtung. Die Erfassung des maschinenspezifischen Lastkollektivs stellt hierbei die Voraussetzung für umfassende Lebenszykluskostenmodelle dar. Der vorliegende Beitrag beschreibt die Umsetzung einer Methodik zur Lastkollektiverfassung auf der Grundlage von Total Cost of Ownership (TCO) bei der Festo AG & Co. KG.
Standortspezifische Gestaltung von Informations- und Anreizsystemen
Authors: Kampker Achim , Schuh Günther , Said Melanie Ajoke , Ivanescu Sebastian 
Published: May 2017

Kurzfassung
Um das volle Leistungspotenzial der Belegschaft an ausländischen Standorten zu erschließen, müssen standortspezifische Informations- und Anreizsysteme entwickelt werden, die die kulturelle Prägung der Mitarbeiter berücksichtigen und integrieren. Ungeeignete Informations- und Anreizsysteme führten zu einer geringen Qualität und Produktivität am nigerianischen Standort eines deutschen Nutzfahrzeugherstellers. Zur Entwicklung standortspezifischer Anreiz- und Informationssysteme wurde das Hofsted'sche Kulturparadigma herangezogen. Durch die anonyme Befragung mittels eines Fragebogens wurde im ersten Schritt das kulturelle Profil der Mitarbeiter ermittelt. Im zweiten Schritt konnten die vorgefundenen Probleme auf Grund des Hofsted'schen Kulturparadigmas erklärt werden. Darauf aufbauend ließen sich Maßnahmen zur standortspezifischen Gestaltung des Anreiz- und Informationssystems erarbeiten. Nach der Einführung konnten erste positive Ergebnisse aufgezeigt werden.
Leichte Werkzeugmaschinenumhausungen
Authors: Uhlmann Eckart , Bleck Wolfgang , Duchstein Bernd , Labudde Thorsten , Wildau Maria 
Published: May 2017

Kurzfassung
Die steigenden Anforderungen an Werkzeugmaschinenumhausungen bzw. trennende Schutzeinrichtungen durch die HSC-Bearbeitung erfordern eine Substitution von unlegierten und legierten Stählen. Um dieses Ziel zu erreichen, untersuchen das Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb (IWF) der TU Berlin und das Institut für Eisenhüttenkunde (IEHK) der RWTH Aachen in einem gemeinsamen Projekt die Eignung von austenitschen Edelstählen durch Aufprallprüfungen, begleitet durch werkstofftechnische Untersuchungen. Aluminiumlegierungen wurden bisher nur durch Aufprallprüfungen bewertet. Als Ergebnis lässt sich feststellen, dass austenitische Edelstähle und Aluminiumlegierungen für den Einsatz in trennenden Schutzeinrichtungen geeignet sind. Generell ist darauf zu achten, dass vor der Anwendung des austenitischen Edelstahls die chemische Zusammensetzung und somit die Stabilität des Werkstoffs bekannt sind.
Wissensbasierte Energieanalyse
Authors: Wicaksono Hendro , Rogalski Sven 
Published: May 2017

Kurzfassung
Vor dem Hintergrund einer wesentlich verbesserten Energieeffizienz in Gebäuden des Privat- und Geschäftsbereichs – trotz bestehender Gebäudeautomationssysteme – startete im Mai 2009 das Projekt „KEHL – Kontrollierte-Energie-Haushalts-Lösungen“ im Rahmen des Programms „KMU-innovativ“. Die wesentliche Forschungsherausforderung ist dabei, es dem Nutzer auf Basis einer einzigartigen Raum-, Zeit-, Ereignis-Relation zu ermöglichen, gebäudebezogene Gesamtverbräuche in Gebäuden bis auf die Geräteebene aufzusplitten und energetische Auswertungen in Abhängigkeit zum Nutzungsverhalten durchzuführen. Hierdurch werden nutzungsabhängige Energieverbrauchsanalysen ermöglicht, die eine automatisierte energieeffizientere Ansteuerung der vorhandenen Automationssysteme bewirken. Im nachstehenden Beitrag sollen unter anderem auf bisher erzielte Projektergebnisse eingegangen sowie weiterführende Forschungsansätze herausgestellt werden. Schwerpunkt der Ausführungen bilden insbesondere die KEHL-Wissensbasis und die darauf aufbauenden Energieanalysen.
Relevante Dämpfungseffekte in Strukturbauteilen für Werkzeugmaschinen
Authors: Brecher Christian , Kunc Martin , Klein Wieland H. 
Published: May 2017

Kurzfassung
In diesem Beitrag wird die Dämpfung von Strukturbauteilen aus konventionellen Werkstoffen gegenübergestellt, um relevante Dämpfungseffekte und deren Einflussfaktoren auf das dynamische Verhalten zu identifizieren. Die Kenntnis über relevante Dämpfungseffekte in Strukturbauteilen und deren Einflussfaktoren ist für die zuverlässige Auslegung des dynamischen Verhaltens und für die Erstellung von virtuellen Maschinenmodellen zwingend erforderlich.
Wärmestromsensoren zur Messung des Wärmeaustauschs von Werkzeugmaschinen und Umgebung
Authors: Großmann Knut , Rehn Steffen 
Published: May 2017

KurzfassungThermisch bedingte Verformungen an Werkzeugmaschinen begrenzen die erreichbare Fertigungsgenauigkeit. Bei der Produktion in unklimatisierten Werkhallen gewinnt dabei auch der Einfluss der thermischen Umgebung an Bedeutung. Das trifft besonders für große Maschinen zu. Bei der modellbasierten Korrektur thermisch bedingter Wirkpunktabweichungen bereitet die Erfassung und Berücksichtigung der veränderlichen Umgebungsbedingungen Probleme. In diesem Beitrag wird die Eignung von Wärmestromsensoren zur Messung des Wärmeaustausches von Werkzeugmaschinen mit der Umgebung untersucht.
Fliehkraftadäquate Auslegung von Fräswerkzeugen
Authors: Abele Eberhard , Hohenstein Julien , Kolaric Sascha 
Published: May 2017

Kurzfassung
Um die Sicherheit für den Mensch zu gewährleisten und eine Beschädigung von Maschine, Werkstück sowie Werkzeug auszuschließen, ist die Kenntnis der auftretenden mechanischen Belastungen bei der Fräsbearbeitung unverzichtbar. Fräswerkzeuge die bei sehr hohen Umfangsgeschwindigkeiten, zum Beispiel bei der Aluminium- und Magnesiumbearbeitung eingesetzt werden, müssen anhand der auftretenden Fliehkraftbelastungen ausgelegt werden. Die Schnittkräfte spielen bei diesen sich schnell drehenden Werkzeugen eine lediglich untergeordnete Rolle. Bei der Schruppbearbeitung von Guss- und Stahlmaterialien mit deutlich niedrigeren Schnittgeschwindigkeiten üben die Fliehkräfte kaum eine Belastung auf das Werkzeug aus. Die Auslegung basiert klassischer Weise auf den Belastungen durch Schnittkräfte. Auf Grund der Anwendung der HSC-Technologie und des Einsatzes verbesserter Schneidstoffe kommen, insbesondere auch bei Schlichtoperationen in Guss- und Stahlmaterialien, deutlich gesteigerte Schnittgeschwindigkeiten als bei der konventionellen Bearbeitung zur Anwendung. Deshalb wird in diesem Artikel untersucht, inwieweit durch den anhaltenden Trend zu steigenden Schnittgeschwindigkeiten bei der Guss- und Stahlbearbeitung eine fliehkraftadäquate Werkzeugauslegung notwendig ist.
Simulation des thermischen Maschinenverhaltens
Authors: Zäh Michael F. , Maier Tobias 
Published: May 2017

Kurzfassung
Moderne Werkzeugmaschinen müssen zunehmend effektiver und effizienter produzieren. Die Erhöhung des Zeitspanvolumens bedingt dabei die Installation hoher Antriebsleistungen, gleichzeitig steigen auch die Anforderungen an die Genauigkeit der zu fertigenden Teile. Vor diesem Hintergrund treten die thermisch bedingten Wirkpunktverlagerungen bei Werkzeugmaschinen vermehrt in den Vordergrund. Der Trend zur Minimalmengenkühlschmierung (bzw. zur Trockenbearbeitung) fällt dabei erschwerend ins Gewicht. Die Prognose und Beherrschung des thermischen Maschinenverhaltens wird damit immer mehr zu einer Schlüsselaufgabe in der Maschinenentwicklung. Der vorliegende Artikel beschreibt eine Methodik, um thermisch bedingte Verlagerungen der Maschine auf Basis numerischer Simulationswerkzeuge zu bestimmen. Die Einbindung in den Entwicklungsprozess wird durch die Verwendung bestehender strukturmechanischer Modelle ermöglicht.