Entwicklung eines Verfahrens zur Simulation von Medienverhalten in Maschinenumhausungen während des Fertigungsprozesses und Schnittstellenentwicklung zum CAD-System.
Gesamtziel des Vorhabens
Moderne Werkzeugmaschinen arbeiten mit sehr hohen Vorschubgeschwindigkeiten. Da hierdurch viel Wärme entsteht, müssen große Volumina an Kühl und Schmiermittel umgesetzt werden. Daraus resultiert ein hoher Betriebsdruck für diese Medien.
Die Anforderungen an die Dichtigkeit der Maschinenumhausungen steigen aus Arbeitsschutz- und Umweltschutzgründen ständig. Der Forderung nach der 100%-igen Abdichtung unter allen Betriebsbedingung steht aber der Forderung entgegen, einen schnellen Werkstückwechsel durchzuführen, um geringe Taktzeiten realisieren zu können. Aus diesem Gründen würden die Technologen am liebsten völlig auf Abdeckungen verzichten, um von allen Seiten an die Werkstückhalterung heranzukommen.
Eine Vorhersage, wie sich die eingespritzten Medien im Betrieb verhalten, ist mit den dem Konstrukteur zur Verfügung stehenden Mitteln nicht möglich. Sowohl die Werkzeuge als auch das jeweilige Werkstück sind ständig in relativ schneller Bewegung, so dass sich die Umgebungsbedingungen ständig ändern. Unter ungünstigen Konstellationen der beteiligten Komponenten werden Flüssigkeiten umgeleitet, d.h. sie legen Wege zurück, die vom Konstrukteur nicht gewollt und berechnet sind.
Erst nach der Fertigung des Gehäuses und Anbau an die Maschine kann der Erfolg der Konstruktion im Betrieb der Maschine getestet werden. Aus unserer Erfahrung kann gesagt werden, dass in den meisten Fällen Nacharbeit bis hin zu Konstruktionsänderungen erforderlich werden. Da zu diesem Zeitpunkt die Verkleidung oft schon beim Kunden steht, korrosionsgeschützt und lackiert ist, lässt sich leicht nachvollziehen, dass für die Nacharbeiten schnell mehrere 1.000 Euro Kosten entstehen.
Wissenschaftliches und technologisches Konzept des Projekts
Im Rahmen des Projekts soll ein Programmsystem entstehen, welches den Konstrukteur von Maschinenverkleidungen hinsichtlich der dichten Auslegung aktiv unterstützt.
Ausgangspunkt für dieses System bildet ein Simulationsprogramm, welches anhand der maschinenlesbaren CAD-Daten der einzuhausenden WZM ermittelt, an welchen Stellen der geplanten Verkleidung welcher Mediendruck unter welchem Winkel wahrscheinlich auftreten wird. Diese Daten werden dem CAD-System wieder zur Verfügung gestellt und können dort während der Konstruktion genutzt werden.
