Trends in der Zerspanung 2018

Kooperation ermöglicht interdisziplinären Austausch über die gesamte Branche

Trends in der Zerspanung 2018

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Für einzelne Unternehmen wird es zunehmend unübersichtlicher, die richtigen Trends in der Zerspanungstechnik zu erkennen und schnell darauf zu reagieren. Der Verein für Zukunftsorientierte Zerspanung ermöglicht seinen Mitgliedern einen interdisziplinären Austausch über die gesamte Branche hinweg. Die mav hat sich bei den Mitgliedern umgehört, welche Herausforderungen 2018 die Branche beschäftigen werden.

Autor: Frederick Rindle

2018 wird ein Jahr mit ganz besonderen Herausforderungen, da ist sich Andree Fees, Vorsitzender Zukunftsorientierte Zerspanung e.V., sicher: „Meines Erachtens werden 2018 zwei große Fragen im Vordergrund stehen. Zum einen werden wir uns damit beschäftigen müssen, wie wir unsere Ressourcen effizienter einsetzen können und zum anderen drängt sich die Frage nach dem Mobilitätskonzept der Zukunft immer mehr in den Vordergrund. Für uns als Zerspaner ergeben sich daraus neue Herausforderungen, die wir schnell angehen müssen.“

Im Bereich der Ressourceneffizienz sind laut Fees vor allem die eingesetzten Materialien, die Verschleißbeständigkeit der Werkzeuge und moderne Kühlkonzepte neu und ganzheitlich zu bewerten. Die verstärkt an Bedeutung gewinnende E-Mobilität fordere die Zerspaner insbesondere in der Herstellung der hierfür benötigten Verzahnungen in höchster Qualität. Wobei Ulrich Zierer von der Bilz Werkzeugfabrik zu bedenken gibt, dass es aus Zerspanersicht keinen Unterschied macht, ob man sich mit einem Projekt für einen klassischen Verbrennungsmotor oder mit einem Bauteil für die E-Mobilität beschäftigt. Beide fordern das gesamte Know-how der Hersteller. Die Frage ist nur, wie viele Bauteile schlussendlich zerspant werden müssen.

Etwas differenzierter sieht Professor Siegfried Schmalzried von der Fakultät Industrial Technologies und Studiendekan Industrial Manufacturing am Hochschulcampus Tuttlingen der Hochschule Furtwangen die möglichen Entwicklungen 2018: „Aus Sicht der Forschung sind die Digitalisierung, die Prozessintegration unterschiedlicher Verfahren und das Thema Effizienzsteigerung auch für kleine Losgrößen die Kernthemen für 2018.“ Lösungen hierfür lassen sich laut Professor Schmalzried nur fakultäts-übergreifend erarbeiten: „Eine effiziente und wettbewerbsfähige Zerspanung erfordert ein durchgehendes Knowhow vom Werkstoffexperten über den Zerspaner bis hin zum Mechatroniker beziehungsweise Informatiker.“ Professor Frank Barthelmä, der Geschäftsführer und Institutsleiter der Gesellschaft für Fertigungstechnik und Entwicklung Schmalkalden e.V. (GFE), sieht die Additive Fertigungsverfahren insbesondere in einer hybriden Form mit klassischen Zerspanungsmethoden als eines der Kernthemen in diesem Jahr. Ebenso sieht er den Aufbau von Regelkreisen für intelligente Fertigungsprozesse als ein Zukunftsprojekt.

Was ist für 2018 geplant?

Die Mitglieder des ZoZ haben sich für 2018 ein beachtliches Programm auferlegt: Im Bereich der E-Mobilität wollen die Zerspaner sowohl die traditionellen als auch die neuen Antriebskonzepte kritisch hinterfragen und nach physikalischen Gesichtspunkten bewerten. Hier diskutiert der Verein mit Experten der Verbrennungstechnologie, um auch für den Zerspaner ein Gesamtverständnis zu erlangen. „Dabei zeigt sich schon jetzt, dass der Dieselmotor wesentlich besser da steht als sein Ruf“, resümiert Fees die ersten Gesprächsrunden. Der Verein möchte auch verhindern, dass motorisches als auch fertigungstechnisches Knowhow aus Deutschland abwandert.

Im Bereich der Digitalisierung sind einige Projekte im Verein in der Planung. Dabei sollen zum Beispiel bedarfsorientierte Prozesssimulationen gemacht werden um etwa Kräfte, Verschleiß oder eventuelles Rattern bei der Bearbeitung vorherzusagen. Ebenso soll die Randzonenbeschaffenheit nach der Zerspanung vorhergesagt werden können. Des weiteren soll an einer Zerspanungs-App und dem Datenbankmanagement im Allgemeinen gearbeitet werden.

Bei der additiven Fertigung sollen insbesondere Eigenschaften der Ausgangsmaterialien und deren Auswirkungen auf die Zerspanbarkeit beleuchtet werden, hier liegt ein Hauptaugenmerk auf dem unterbrochenen Schnitt. Zum Bohren von additiv hergestellten Werkstoffen wurde bereits ein gemeinsames Forschungsprojekt gestartet.

Vom Werkzeugmaschinenhersteller, über den
Werkzeughersteller bis hin zum Endanwender

Die große Stärke des ZoZ ist die vorwettbewerbliche Zusammenarbeit aller Mitglieder über die gesamte Prozesskette hinweg. Diese Form der Zusammenarbeit ist in bestimmten Bereichen besonders erfolgreich: „Gerade im Bereich ,Toolmanagement 4.0‘ und ,Smart Tools 4.0‘ ist eine gesamtheitliche Zusammenarbeit, angefangen beim Werkzeugmaschinenhersteller, über den Werkzeughersteller bis hin zum Endanwender und unter Einbeziehung der IT-Branche als verbindende Querschnittstechnologie, zwingend erforderlich“, meint Dr. Stefan Sattel, Leitung Forschung & Entwicklung beim Werkzeughersteller Gühring.

Sein Vereinskollege Dr.-Ing. Philipp Jakob, Leiter Forschung und Entwicklung der Botek Präzisionsbohrtechnik GmbH, sieht insbesondere den Aufbau von Basiswissen bei grundlegend neuen Herausforderungen oder maßgeblich veränderten Rahmenbedingungen als Kernaufgabe von Netzwerken wie dem ZoZ. „Beispiele sind neuartige Werkstoffe, neuartige Verfahren wie die Additive Fertigung oder die Hochleistungszerspanung unter Minimalmengenschmierung, aber auch die Möglichkeiten und Herausforderungen aufgrund der fortschreitenden Digitalisierung. Hier ist eine Bündelung der Kompetenzen und Ressourcen der Branche und der entsprechenden Forschungseinrichtungen wichtig und richtig. Nur so können zeitnah neue Lösungen für die Industrie entwickelt werden“, sagt Jakob.

Drei große Themen für die Zukunft

Was sind die grundsätzlichen Aufgaben, denen sich ein Zusammenschluss wie dem ZoZ stellen muss? Laut
Dr.-Ing. Alireza Akbarinia, Leiter Entwicklung und Konstruktion, Business Unit Lubrication Technology bei Bielomatik, kann man die Kernthemen in drei große Bereiche einteilen: 1. Vorbereitung für die Digitalisierung, 2. Elektromobilität und 3. additive Fertigung. Wobei die Prozesse immer nach energieeffizienten und umweltfreundlichen Aspekten zu bewerten sind.

Dr. Stefan Sattel von Gühring sieht das ähnlich: „Zentrale Herausforderungen für die Zerspanung liegen sicherlich in der Bearbeitung neuer Werkstoffe. Betrachtet man das Beispiel E-Mobility, ist dies sicher verknüpft mit immer größer werdenden Anforderungen hinsichtlich noch stärker eingeengten Toleranzen für noch kleinere Bearbeitungsdimensionen.“

ZoZ-Vorstand Fees sieht vor allem im Bereich der Digitalisierung noch Handlungsbedarf. Hier müssen vor allem allgemeingültige Standards ausgearbeitet werden, die die Basis für digitale Zwillinge schaffen könnten. Zudem ist es wichtig, dass mehr Sensorik und Aktorik direkt in Werkzeuge und Werkzeughalter integriert wird. Dr.-Ing. Alireza Akbarinia von Bilomatik fordert, dass auch in der analogen Zerspanungswelt ein Umdenken stattfinden muss: „Zerspaner sollen sich nicht nur an klassischen Methoden orientieren, sondern anfangen, diese auch mit neuen Methoden zu kombinieren.“

ZoZ: ein ganz besonderer Verein mit außer-
gewöhnlichen Mitgliedern

Dr.-Ing. Philipp Jakob von Botek fasst sein Engagement im ZoZ so zusammen: „Der Südwesten Deutschlands ist in der Zerspanungstechnik hervorragend aufgestellt. Führende Hersteller von Maschinen, Werkzeugen, Kühlschmierstoffsystemen sowie innovative Anwender und hochkarätige Forschungseinrichtungen haben hier ihren Sitz. Das Netzwerk Zukunftsorientierte Zerspanung e. V. greift diese außergewöhnlichen Rahmenbedingungen auf. Wir sind mit unserer Entscheidung, dem Verein Anfang 2017 beizutreten, nach wie vor sehr glücklich. Die behandelten Themen sind hochaktuell, und die Unternehmen bringen sich durch ihre Mitwirkenden mit viel Engagement ein. Es freut uns, ein Teil des Netzwerks zu sein und gemeinsam die Herausforderungen der Zukunft zu beleuchten.“ Ulrich Zierer von Bilz ergänzt: „Auch ohne direkte Ergebnisse aus den Untersuchungen ist doch der Kontakt zu Werkzeugherstellern und Anwendern sehr wichtig, um zukünftige Trends und Anforderungen zu erfahren.“

Zukunftsorientierte Zerspanung e.V.
www.zukunftsorientierte-zerspanung.de


Zukunftsideen in Serie

Wie die Zukunft der Zerspanung aussehen kann, präsentieren die Mitglieder des Vereins für Zukunftsorientierte Zerspanung e.V. in einer exklusiven Serie in der mav.

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