Piezokeramische Werkstoffe befinden sich in zahlreichen Anwendungsfeldern bereits seit Jahren erfolgreich und zuverlässig im Einsatz. Beispiele hierfür sind Ultraschallreiniger in der Zahnmedizin, die Motorentechnik mit millionenfach verbauten Dieseleinspritzsystemen oder der Bereich der "Consumer Electronics", wo Piezokeramiken in Mikro- und Kleinstaktoren sowie Sensoren in Kameras, Smartphones und Festplatten Verwendung finden.

Mit Ausnahme der Ultraschalltechnik die zum Beispiel bei der Reinigung von Werkstücken oder zur Bearbeitung sprödharter Werkstoffe zum Einsatz kommt, ist ein breiter kommerzieller Durchbruch von Piezoaktoren im Bereich

der Werkzeugmaschinen bisher nicht gelungen, obwohl deren Einsatz großes Potential bietet.

Das Netzwerk PiesaSpan hat sich daher zum Ziel gesetzt das spezifische Know-How von Unternehmen entlang der gesamten Wertschöpfungskette für Werkzeugmaschinen-systeme und Komponenten zu bündeln und gemeinsam die Entwicklung und Verwertung subkinematischer Sensor-Aktor-Systeme, auf der Basis von Piezoaktoren, voranzutreiben. Im Vordergrund steht dabei den Forschungscharakter bisher entwickelter piezobasierter Systeme zu überwinden und durch die Entwicklung innovativer, effizienter Komponenten, Verfahren und Methoden bestehende Markthindernisse zu beseitigen.

Durch die Integration piezobasierter Zusatzsysteme in bestehende Maschinensysteme besteht die Möglichkeit deren Fertigungsgrenzen und Funktionalität zu erweitern und somit neue innovative Werkzeugmaschinenkonzepte und Fertigungsverfahren zu schaffen oder vorhandene Prozesse zu optimieren.

Piezobasierte Zusatzachsen sind hinsichtlich ihrer Dynamik herkömmlichen Hauptantrieben in Werkzeugmaschinen deutlich überlegen. Durch Überlagerung der Bewegung der Hauptachsen mit einer hochdynamischen Zustellung im Mikrometer -bereich können gezielt Mikrostrukturen oder

Bohrungen mit einer von der runden Form abweichenden Geometrie, bereits in einer Aufspannung, gefertigt werden. Bei der Finish-Bearbeitung von Pleuelaugen oder Zylinderbohrungen in Verbrennungsmotoren spielt dies zum Beispiel eine wichtige Rolle. Diese werden heute noch in teils sehr aufwendigen und mehrstufigen Prozessketten bearbeitet, um den statischen Montageverzug der Baugruppe im Betriebszustand zu kompensieren. Durch den neu entwickelten Prozessschritt Formbohren, kann mit einer Piezokinematik, während des ohnehin schon vorhandenen Ausbohrprozesses, gleichzeitig eine gezielte Unrundbearbeitung der Zylinderbohrung erfolgen.

Das breite Anwendungspotential von piezobasierten Zusatzsystemen ist dabei auch durch sehr gegensätzliche Einsatzmöglichkeiten gekennzeichnet. Zum einen können Schwingungen gezielt kompensiert werden, um die Bearbeitungsqualität zu erhöhen. Auf der anderen Seite können Schwingungen der eigentlichen Arbeitsbewegung

definiert überlagert werden, um den Spanbruch günstig zu beeinflussen und dadurch Prozesskräfte oder den Werkzeugverschleiß zu reduzieren.

Darüber hinaus eröffnet sich auch das Potential mit einer Piezokinematik gleichzeitig thermische bedingte Verlagerungen zu kompensieren.

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