Labor Umformtechnik und Zerspanung (LUZ)

Bereich Umform- und Lasertechnik

Im Laborbereich Umform- und Lasertechnik des LUZ werden begleitend zu den Vorlesungen Fertigungstechnik, Umformtechnik und Lasermaterialbearbeitung praktische Versuche im Rahmen von Laborübungen durchgeführt, Projektarbeiten unterstützt sowie Bachelor- und Masterarbeiten betreut.

Die Aufgabengebiete umfassen dabei simulationsunterstützt die gesamte Prozesskette von der Konstruktion von Blechformteilen über die Fertigung bis zum Fügen.

-       Blechumformung: Tiefziehen, Biegen, Streckziehen, Tribologie, Schneiden

-       Massivumformung: Fließpressen, Stauchen, Walzen

-       Lasermaterialbearbeitung: Laserschneiden, -schweißen, -markieren

-       Pressentechnik: Aufbau, Pressenantriebe

-       Werkzeugtechnik: Methodenentwicklung, Konstruktion, Prototypenwerkzeuge

 

Bereich Zerspanungstechnik

  • Analyse und Optimierung der Verfahren:

- Drehen
- Fräsen und HSC-Fräsen
- Bohren, Öllochbohren
- Honen

  • Messung und Interpretation von Zerspanungskräften beim Längsdrehen, Bohren und Fräsen
  • Maschinenvermessung und Schwingungsanalyse
  • Durchführung von Rundheitsmessungen
  • Trockenbearbeitung
  • Hartdrehen und-fräsen
  • Durchführung von CAM-Lösungen beim HSC-Fräsen (3-, 4- und 5-Achs)
  • Prüfung und Beurteilung von neuen Werkzeugen und Spannmitteln
  • Entwicklung von Verfahren

 

Prof. Dr.-Ing. Ulrich Walter
Hochschule Esslingen
Fakultät Maschinenbau
Labor für Umform- und Zerspanungstechnik
Kanalstraße 33
73728 Esslingen am Neckar

Telefon: +49 (0)711-397-3282
Telefax: +49 (0)711-397-48 3282

weitere Ansprechpartner

Bereich Umform- und lasertechnik:

Laboringenieur:  Dipl.-Ing. (FH) Achim Herdtle

Bereich Zerspanungstechnik:

Laboringenieur:  Dipl.-Ing. (FH) Frank Hafner

Einrichtungen im Bereich Umform- und Lasertechnik

Pressen

-       Servopresse (Stanzautomat CSP 100)
        F = 1.000 kN, siehe Bild

-       Dreifachwirkende hydraulische Tiefziehpresse
        F = 1.000 kN

-       Zweifachwirkende hydraulische Tiefziehpresse
        F = 630 kN

-       Exzenterpresse F = 630 kN

 

Versuchsanlagen

-       Biegemaschine TruBend 7036

-       Aufnahme Forming Limit Curve FLC (im Aufbau)

-       Rollfalzanlage mit Kuka-Roboter, siehe Bild

-       Streifenziehanlage

-       Versuchswalzgerüst

FEM-Simulation

Methodenentwicklung und Simulation von Umformvorgängen mit AutoForm R7, siehe Bild

Lasertechnik

-       Scheibenlaser 4 kW True LaserCell 3000,
        siehe Bild

-       Markierungslaser TrueMark Station 5000

Werkstatteinrichtungen

-       Werkzeugmaschinen für den Werkzeugbau

-       Einrichtung zur Herstellung von Prototypenwerkzeugen
         aus niedriegschmelzenden Metalllegierungen

-       Messtechnische Einrichtungen zur Messung und Aufzeichnung
        der Umformvorgängen

Einrichtungen im Labor Zerspanungstechnik

 

Maschinen

  • CNC-Vertikaldrehmaschine Index V160 für Werkstücke bis D=200mm mit automatischer Be-und Entladung für die Verfahren Drehen, Fräsen, Bohren und Gewindeschneiden. Möglichkeit zur Installation zusätzlicher Werkzeuge (Fräs-, Schleif, Hon-Spindeln)
  • HSC-Fräsmaschine Digma HSC 300 mit 3 Achsen, Drehzahlen bis 40.000 U/min, mit CAD-CAM-Kopplung.
  • Produktions-CNC-Honmaschine von Gehring für Langhubhonen, Weg- und Kraft gesteuert
  • mehrere CNC-Fräsmaschinen, eine 3-Achs-Produktionsfräsmaschine, eine 4-Achs-BAZ mit 80 Werkzeugen, ein schneller 3-Achs-BAZ
  • eine stabile CNC-Längsdrehmaschine für Werkstücke mit Dmax=400 mm und 1 m Länge
  • Grob G350 – 5-Achs Bearbeitungszentrum mit Palettenwechsler

Mess- und Prüfeinrichtungen

  • Kistler Piezo-Kraftmessplattform (3-Achs) zur Messung von Kräften und Momenten beim Fräsen, Bohren, Gewindeschneiden, Honen usw.
  • Kistler Piezo-Kraftmessplattform zur Messung von Kräften und Momenten beim Drehen
  • diverse Weg-, Schwingungs-, Beschleunigungs- und Temperaturaufnehmer zur Messung von Maschinen-, Werkzeug-, Schwingungs- und Temperaturgängen
  • Mahr Rundheitsmessgerät mit einer Messauflösung von 0,1 µm
  • Vermessung von Werkzeugen auf modernem Werkzeug-Vermessungs- und Voreinstellgerät
  • HBM Messverstärker
  • Temperaturmesseinrichtungen
  • Piezo Beschleunigungsmesseinrichtung zur Schwingungsmessung
  • Laserinterferometrie
  • Olympus Messmikroskop

Laborübungen

Laborübungen zur Umform- und Lasertechnik

1. Semester

-       Grundlagen der Umformtechnik

-       Kaltverfestigung

-       Tiefziehen, Biegen, Schneiden, Fließpressen

 

6. Semester (Anwendungsmodul Umformtechnik/Laserbearbeitung):

-       Simulation mit AutoForm: Begleitend zur Vorlesung Umformtechnik erlernen Sie mit Unterstützung von Tutorials, die an der Hochschule Esslingen entwickelt wurden, die Bedienung des FE-Programms AutoForm anhand konkreter realer Anwendungsfälle.

-       Rapid Prototyping: Sie entwickeln für ein Tiefziehteil den optimalen Zuschnitt der Ausgangsplatine. Mit einem aus einer niederschmelzenden Zinklegierung gegossenen Prototypwerkzeug stellt jeder Studierende ein Ziehteil her.

-       Pressenantriebe: Es werden verschiedene Pressenantriebe im Umformlabor gegenübergestellt.

-       Lasertechnik: Erlernung der Möglichkeiten des Einsatzes eines Lasers zur Materialbearbeitung

-       Programmierung von Laserschneid- und Biegeanlagen: Bei der Fa. Trumpf (Ditzingen) entwickeln Sie ein 3D-Blechformteil und programmieren für dieses die Laserschneid- und Biegeanlage. Abschließend wird das von Ihnen entwickelte Bauteil gefertigt.

Master RMM:

-       Effiziente Antriebe für Umformpressen: Mit einer modernen mechanischen Presse mit Servoantrieb erfahren Sie direkt die Vorteile des Direktantriebs

-       Methodenentwicklung: Anhand konkreter Fallbeispiele entwickeln Sie die Prozessketten zur Herstellung von Blechformteilen. Unterstützend setzen Sie hierbei das FE-System AutoForm ein.

 

Laborübungen im Bereich der Zerspanungstechnik

  • Analyse und Optimierung der Verfahren:

    - Drehen
    - Fräsen und HSC-Fräsen
    - Bohren, Öllochbohren
    - Honen

  • Messung und Interpretation von Zerspanungskräften beim Längsdrehen, Bohren und Fräsen
  • Maschinenvermessung und Schwingungsanalyse
  • Durchführung von Rundheits- und Zylindrizitätsmessungen
  • Oberflächen- und Profilmessungen
  • Trockenbearbeitung
  • Hartdrehen und-fräsen
  • Durchführung von CAM-Lösungen beim HSC-Fräsen (3-, 4- und 5-Achs)
  • Prüfung und Beurteilung von neuen Werkzeugen und Spannmitteln
  • Entwicklung von Verfahren

 

Schwingungen an Werkzeugmaschinen

  • Analyse und Stabilität
  • Messung der dynamischen Steifigkeit
  • fremd und selbst erregte Schwingungen
  • Einsatz von Hilfsmassendämpfer
  • Einsatz und Verständnis der Messtechnik

 

Fertigen und Vermessen von Werkstücken

  • Eigenständiges Fertigen eines Werkstückes auf verschiedenen Werkzeugmaschinen (konventionelle Drehmaschine, CNC- Drehmaschine, CNC – 5 Achs- Bearbeitungszentrum)
  • Vermessen der gefertigten Werkstücke mit verschiedenen Produktionsmessmaschinen (Rundheits-, Oberflächenmessmaschinen, Handmessmittel)
  • Analyse der Ergebnisse, auch statische Untersuchung, und Interpretation

 

Abnahme von Werkzeugmaschinen

  • Messung von Quadrantenfehlern mit Kreuzgittermessgeräten
  • Vermessung von NC-Achsen mit Laser-Interferometer
  • Beurteilung von Positionsunsicherheit

 

Spanntechnik

  • Einsatz von Spannzylindern, Spannmitteln und Nullpunkt-Spannsystemen
  • Wellenspanntechnik
  • Vermessen der Positionsunsicherheit eines Nullpunkt-Spannsystems

 

Forschungsaktivitäten

Das Labor Umform- und Zerspanungstechnik unter der Leitung von Prof. Dr. Walter arbeitet eng mit Industriebetrieben in Baden-Württemberg zusammen. Mittelständische und kleine Betriebe suchen häufig Unterstützung bei verfahrenstechnischen Fragen. Gerade hier sind einfache, kostengünstige Lösungen gefragt.

Bereich Umform- und Lasertechnik

Nachfolgend sind beispielhaft Projekte aufgeführt, die im Laborbereich Umform- und Lasertechnik durchgeführt werden:

Forschungsaktivitäten und Projekte

  • Ressourceneffizienz entlang der Prozesskette Blechumformung

  • Aufbau von Prototypwerkzeugen aus gelaserten Blechverbunden

  • Entwicklung eines Prüfgerätes für Schneidöle.

  • Rückfederung beim Prägen flacher Blechteile

  • Reduktion der Umformstufen beim Rollfalzen

Industriepartner für die Umform- und Lasertechnik

- Schuler AG, Göppingen
- Trumpf GmbH & Co. KG, Ditzingen
- AutoForm Engineering Deutschland GmbH
- Daimler AG, Sindelfingen
- Behr, Stuttgart
- IgeL (Ingenieurgesellschaft für Leichtbau), Schönaich
- KGW, Karlsruhe
- Testo, Lenzkirch

 

Bereich Zerspanungstechnik und Werkzeugmaschinen

Nachfolgend beispielhaft Projekte aufgeführt, die im Labor Zerspanungstechnik und Werkzeugmaschinen durchgeführt wurden:

Forschungsaktivitäten und Projekte

  • Entwicklung von energie- und resourceneffizienten Werkzeugmaschinen

  • Schnittkraftmessungen beim Drehen, Fräsen, Bohren

  • Untersuchungen der Prozesse beim Hartdrehen- und Fräsen

  • Entwicklung einer Werkzeug-Abdrückeinrichtung für Fräsmaschinen

  • Entwicklung eines Drehumbausatzes für Fräsmaschinen

  • Temperaturmessungen bei Bohrversuchen

  • Industrie 4.0 – CAD-CAM-Fertigung

  • Schnittdatenuntersuchungen zum Trochoidalfräsen

  • Vergleichsuntersuchungen von unterschiedlichen Frässtrategien

  • Schwingungsuntersuchungen an Werkzeugmaschinen

  • Eigenfrequenzbestimmung an Werkzeugmaschinen

  • Untersuchungen von Honleisten

  • Schnittwertbestimmungen beim Honen

Industriepartner für die Zerspanungstechnik:

- Index, Esslingen
- Grob, Mindelheim
- EMAG, Salach
- Diato/Gehring, Ostfildern
- Lang Spanntechnik, Holzmaden
- Mahr Messtechnik, Esslingen
- Kistler Messtechnik, Sindelfingen
- Forkardt Spanntechnik, Reutlingen
- Schunk Spanntechnik, Lauffen am Neckar

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