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TU Braunschweig: Adaptronik für Werkzeugmaschinen

Eine leistungsfähige Werkzeugmaschine zeichnet sich durch hohe Fertigungsqualität und Bearbeitungsgeschwindigkeit, Zuverlässigkeit und Flexibilität beim Einsatz unterschiedlicher Werkzeuge und Materialien aus. Gegenwärtig werden zwar Baugruppen (Strukturen, Antriebe, Messsysteme, usw.) ständig verbessert, Leistungssprünge sind jedoch nur durch innovative Ansätze grundlegender Art zu erwarten.


Solche Ansätze stellen adaptronische Systeme dar, die bisher vorwiegend für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrttechnik entwickelt wurden. Ihre Entwicklung begann in der ersten Hälfte der 80er Jahre als sog. intelligente Strukturen (smart structures). So lassen sich mit Hilfe von adaptronischen Bauelementen  z.B. Piezokeramiken oder -folien die in die zu beeinflussende strukturkonform integriert werden, Schwingungen der Struktur und Körperschall (Geräusch) messen und gleichzeitig dämpfen bzw. ganz beseitigen. Durch die Strukturintegration wird die Belastungsfähigkeit der Struktur nicht reduziert; ganz im Gegenteil kann die Struktur durch den Einsatz adaptronischer Baugruppen mit entsprechend angepassten Regelkonzepten dynamisch versteift werden. Auf diese Weise entstehen neuartige, modular aufgebaute Maschinenelemente, durch die entweder die Struktur als Ganzes oder z.B. der Werkzeughalter als Einzelteil optimal ausgelegt werden kann. Obendrein sind thermische Deformationen mit Langzeiteffekt, die ebenfalls die Fertigungsqualität nachteilig beeinflussen, durch adaptronische Komponenten zu kompensieren.


Insgesamt bietet das neue Schwerpunktprogramm der DFG ein Forschungsfeld für Werkzeugmaschinen, auf dem Fertigungstechniker, Strukturmechaniker, Antriebstechniker und Regelungstechniker interdisziplinär zusammenarbeiten und zusammenarbeiten müssen, um den Anforderungen des Einsatzes von adaptronischen Baugruppen in Werkzeugmaschinen optimal zu entsprechen.

 

Nähere Informationen erteilt der wissenschaftliche Koordinator des Programms: