Samen met industriële partners onderzocht het Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) het optimaliseren van titaniumverspaning. Vergeleken met aluminium is de verspaningstijd bij het bewerken van titanium tot wel twintig keer langer.
Ondermeer in de luchtvaartindustrie, waar titanium veel wordt toegepast, is het verhogen van de productie een belangrijk onderwerp. Het onderzoeksteam deed onderzoek naar het versnellen van het productieproces van een dozijn 4 m lange frames voor een Airbus A350 met een totale waarde van ongeveer een miljoen euro.
Procesvariabelen
“We hebben het freesproces vanuit alle invalshoeken onderzocht. Dat wil zeggen dat we niet alleen de werkstukgeometrie hebben onderzocht en geoptimaliseerd, maar ook alle relevante variabelen binnen het proces in kaart hebben gebracht”, vertelt coördinator Dennis Nespor. Het resultaat van het tweejarig onderzoek is dat het team er in geslaagd is om de bewerkingstijd te halveren. Hierbij is de standtijd van het gereedschap met 20% gereduceerd, maar zijn de productiekosten bijna gehalveerd. Nespor vat de resultaten voor elke parameter samen: Het hardmetaal van het gereedschap moet zo dicht mogelijk bij de technologische grens liggen. Het moet zo hard en taai mogelijk zijn. De coating moet adhesieverminderend werken, zodat titanium niet aan het gereedschap blijft plakken. Ook de gereedschapsgeometrie is van belang. Het gereedschap moet scherp zijn almede, wat nog niet overal bekend is, een ronde gereedschapkant hebben. Dit levert vaak een hogere snijkantstabiliteit en daarmee een beter snijresultaat op. Naast het gereedschap is de koeling, en nog belangrijker, het afvoeren van spanen cruciaal. “Als we met al deze aspecten rekening houden, kunnen we de productietijd halveren”, aldus Nespor.