Hochautomatisierte Rekonturierung reparaturgeschweißter Formwerkzeuge

Autor*in: Klaas Maximilian Heide

ISBN: 978-3-69030-106-0

Dissertation, Leibniz Universität Hannover, 2025

Herausgeber*in der Reihe: Berend Denkena

Band-Nr.: IFW 09/2025

Umfang: 210 Seiten, 117 Abbildungen

Schlagworte: Automatisierung, CAD/CAM-Planung, Regeneration, Laserscan, NC- Bearbeitungssimulation, Rekonturierung, Werkzeug- und Formenbau

Kurzfassung: Während der Großserien- und Massenproduktion sind Formwerkzeuge hohen und wechselnden Belastungen ausgesetzt. Durch lange Einsatzzeiten, fehlerhaften Umgang und technische Fehler resultieren Formschäden, die zur Verschlechterung der Produktqualität, zum Werkzeugversagen und zum Produktionsstillstand führen. In diesem Fall bedarf es einer schnellen Reparatur, die derzeit durch speziell geschultes Fachpersonal in überwiegend manuellen und zeitintensiven Arbeitsschritten erfolgt. Dies gilt insbesondere für die spanende Rekonturierung der Sollgestalt, die entscheidend für die Qualität der ur- bzw. umformenden Erzeugnisse und der Formstandzeit ist. Das Ziel dieser Dissertation ist die Verfügbarkeit einer Methode zur hochautomatisierten Rekonturierung reparaturgeschweißter Formwerkzeuge zur Steigerung der Ressourceneffizienz. Zur Erreichung dieser Zielvorgabe werden zunächst Kenntnisse zur Zerspanbarkeit hochfester Schweißnähte und -felder unter Verwendung beschichteter Vollhartmetallfräser durch Zerspanungsversuche gewonnen. Darauf aufbauend wird eine Methode zur hochautomatisierten Rekonturierung ausgearbeitet und softwaretechnisch umgesetzt. Die Methode umfasst drei Einzelmodule, die zusammen als Gesamtsystem ein intelligentes, personenloses Bearbeitungssystem bilden. Im ersten Modul erfolgt eine optische Schweißnaht- und Formflächenerfassung mittels eines in der CNC-Maschine integrierten optischen Laserlinienscanners und einer anschließenden CAD-Modellierung. Im zweiten Modul wird eine individuell auf den Reparaturfall ausgelegte Werkzeugauswahl vorgenommen und eine spezifische CAM-Bahnplanung ausgelegt. Eine realitätsnahe NC-Bearbeitungssimulation mit integriertem Kraft- und Oberflächenmodell zur adaptiven Prozessstellgrößenanpassung umfasst das dritte Modul. Effizienz, Robustheit, Einsatzfähigkeit und Grenzen der Methode werden mithilfe einer realitätsnahen Versuchsumgebung erforscht und nachgewiesen.