OptoRep" – Automatisierte Fertigungszelle für den Werkzeug- und Formenbau

Mit der Lieferung der Vertikalfräsmaschine DMC 165 V linear des Herstellers Deckel Maho Geretsried startet das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT in eine neue Phase des BMBF-geförderten Verbundprojekts „OptoRep“: Als Neuzugang im Maschinenpark des Fraunhofer IPT bildet die neue Maschine die Basis zum Aufbau einer neuartigen Reparatur-Fertigungszelle für den Werkzeugbau. Ziel von „OptoRep“ ist die vollständige und automatisierte Wiederherstellung von Tiefzieh- und Umformwerkzeugen – vom Ermitteln reparaturbedürftiger Werkzeugbereiche bis hin zum wieder voll einsatzfähigen Werkzeug.

Zu diesem Zweck entwickelt das Fraunhofer IPT einen modular aufgebauten Maschinendemonstrator mit einem Bauraum von rund 1,6 m², in dem sich bis zu acht Tonnen schwere Werkzeugformen mittels Pulverlaserauftragschweißen bearbeiten lassen. Im Inneren der DMC 165 V linear können nach dem Umbau nicht nur verschlissene Werkzeuge repariert oder Designänderungen an Werkzeugen vorgenommen, sondern auch Neuwerkzeuge und Bauteiloberflächen mit lasergehärteten Oberflächen vor Verschleiß geschützt werden.

Ein Laserscanner im Inneren der Reparaturzelle erfasst dazu die Werkstückgeometrie vollautomatisch. Ein Soll-Ist-Vergleich zwischen CAD- und gemessenen Daten bestimmt die verschlissenen Bereiche und bildet sie als NC-Code in einer angepassten CAD/CAM-Kopplung ab. Anschließend wird das Werkzeug mit dem Laser neu beschichtet und im folgenden Schritt durch Fräsen nachbearbeitet.

Der geplante Maschinendemonstrator auf Basis der DMC 165 V linear gewährleistet durch seine Linearantriebe eine hohe Bewegungsdynamik und Bearbeitungsgenauigkeit in der Freiformflächenbearbeitung. Selbst die Komplettbearbeitung von Werkzeugen und Großformen gelingt dank des Doppelspindelaufbaus (3-Achs-Schrupp- und 5-Achs-Schlichtspindel) in einer einzigen Aufspannung. Der für die Prozesskette „OptoRep“ erforderliche Laserscanmesskopf und der Pulverauftragschweißkopf werden unmittelbar an den beiden Spindeln angebracht, um Werkzeuge uneingeschränkt zu vermessen und ein konturnahes 5-achsiges-Laserpulverbeschichten durchzuführen.

Die automatisierte Reparaturzelle „OptoRep“ ersetzt damit die bisher üblichen getrennten Arbeitsschritte auf unterschiedlichen Maschinen und minimiert so Durchlaufzeiten und Fertigungskosten in der Produktion.

Über das Fraunhofer IPT
Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT erarbeitet Systemlösungen für die Produktion. Schwerpunkte sind dabei die Neu- und Weiterentwicklung von Fertigungsverfahren, der Mess- und Qualitätstechnik sowie entsprechender Anlagen- und Maschinenkonzepte. Das Fraunhofer IPT bezieht Aspekte wie veränderte Human- und Umweltbedingungen in die Gestaltung neuer Lösungen ein. Innovations- und Technologiemanagement ergänzen das Leistungsangebot, um neue Technologien in gewachsene Unternehmensstrukturen einfügen zu können.

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Herr Dipl.-Ing. Mario Kordt
Fraunhofer-Institut für
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