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TU Berlin

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Konstruktion und Entwicklung

Die Untersuchung von Werkzeugmaschinen und deren Komponenten sowie die hiermit verbundene stetige Weiterentwicklung der Komponenten, mit dem Ziel, das Leistungsspektrum unter definierten Randbedingungen zu erweitern, bilden den Schwerpunkt der Forschung und Entwicklung. Hierbei steht vor allem die experimentelle und numerische Untersuchung des statischen, dynamischen und thermischen Verhaltens der Werkzeugmaschine oder einer definierten Komponente im Fokus.

Schematische Darstellung einer am IWF entwickelten Hochleistungsspindel mit integrierter Messtechnik
Lupe

Bestehende Werkzeugmaschinenkonzepte werden aufgrund stetiger Anforderungen, welche technisch, ökonomisch und ökologisch begründet sind, weiterentwickelt. Die Entwicklung eines modularen Werkzeugmaschinenkonzeptes für Fräsmaschinen, welches mit Topologie optimierten Modulen aufgebaut wird, findet gegenwärtig am IWF statt. Modernste Kommunikationstechnik gewährleistet, dass die Module miteinander kommunizieren, und durch den Einsatz innovativer Aktoren Ungenauigkeiten des modularen Gestells kompensiert werden.

Virtueller Prototyp einer modularen 3-achsigen Fräsmaschine
Lupe

Die dynamischen Eigenschaften von Maschinenstrukturen beeinflussen maßgeblich das Auftreten von Schwingungen im Bearbeitungsprozess und damit die Produktivität und Genauigkeit einer Werkzeugmaschine. Am IWF steht die messtechnische und numerische Analyse des dynamischen Prozess-Strukturverhaltens im Mittelpunkt der Forschung.

Das thermische Verhalten übt ebenso einen signifikanten Einfluss auf die Produktivität und Genauigkeit einer Werkzeugmaschine aus. Im Rahmen der Forschungsaktivitäten des IWF wird insbesondere das thermisch Verhalten spanender Werkzeugmaschinen bei der Spindelrotation, beim Verfahren der Achsen sowie beim Prozess selbst untersucht.

Numerisch ermittelte Temperaturverteilung und Verformung einer Fräsmaschine
Lupe

Durch eine enge Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK werden die Forschungsergebnisse schnell und effektiv in industrielle Anwendungen überführt.

Strukturanalyse

Die Untersuchung der Wechselwirkung von Maschine und Struktur steht im Fokus der Forschung und Entwicklung der Gruppe Strukturanalyse. Hierbei werden insbesondere im Bereich der Sicherheitstechnik neuartige Werkstoffe und deren Einsatzmöglichkeiten untersucht. Grundsätzlich erfordert der Betrieb einer Werkzeugmaschine die Sicherheit des Bedieners. Trennende Schutzeinrichtungen stellen wirksame Schutzelemente dar. Die Untersuchung trennender Schutzeinrichtungen ist aufgrund unterschiedlichster Szenarien – Bersten einer Schleifscheibe während des Bearbeitungsprozesses oder das Ausbrechen einer Spannbacke beim Fräsprozess – welche beim Betrieb der Werkzeugmaschine auftreten können, erforderlich. Die Vielfalt und Komplexität unterschiedlicher Prüfobjekte bedarf des Einsatzes geeigneter Prüfeinrichtungen sowie adäquater Prüfkörper. Gegenwärtig werden am IWF Aufprallprüfungen mit zwei Druckluftbetriebenen Prüfeinrichtungen durchgeführt. Aufgrund der unterschiedlichen Geometrien beider Beschleunigungsrohre ist die Untersuchung verschiedenerster Komponenten – von Eishockey-Puck bis hin zum Schleifscheibenbruchstück – durchführbar.

Lupe

Die Etablierung innovativer Fertigungsprozesse, unter dem Gesichtspunkt einer umweltschonenden und nachhaltigen Produktion, steht im Mittelpunkt der Erforschung und Weiterentwicklung elektro-magnetischer Fertigungsverfahren. Aufgrund der prozessspezifischen Eigenschaften – hohe Formänderungsgeschwindigkeiten – ergeben sich signifikante Vorteile beim Umformen metallischer Werkstoffe (Magnesium) und Fügen artfremder Werkstoffe (ohne Zusatzstoffe). Im Rahmen von Forschungs- und Industrieprojekten erfolgen eine stetige Untersuchung des Prozesses sowie die Weiterentwicklung der Werkzeuge (Werkzeugspule).

Lupe

Durch eine enge Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK werden die Forschungsergebnisse schnell und effektiv in industrielle Anwendungen überführt.

Research projects

Current research projects
Project title
Funding sponsor
Project information
Leichtbaufrässpindel (LeBauSpi) für den Einsatz bei der robotergeführten Zerspanung
AiF
Link
Hochdynamische und genauigkeitsoptimierte Seilroboter für Anwendungen in der additiven Fertigung
AiF
Link
Entwicklung und Herstellung optimierter Spulenwindungen für die elektromagnetische Umformung unter Einsatz additiver Fertigungsverfahren
DFG
Link
Optimierung der Mikrofräsbearbeitung
DFG
Link
Konzepte zur energieautarken Kühlung von Lineardirektantrieben
DFG
Link
Probabilistische Betrachtung der Sicherheit trennender Schutzeinrichtungen an ortsfesten Schleifmaschinen
VDW
Link

Zusatzinformationen / Extras

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Simon Thom, M. Sc.
Tel.: +49 30 314-24456
Fax: +49 30 314-24456
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