Labor für Spanende Fertigung

Hermle C30

Die dreiachsige Maschine mit einer maximalen Drehzahl von 10.000 min-1 und einem Arbeitsraum von 650x600x500 ist insbesondere für die Stahl- und Gusszerspanung geeignet. Sie ist ausgestattet mit einer Hochdruck-Innenkühlschmierung und einer Minimalmengenschmierung, die wahlweise von außen oder durch die Spindel möglich ist.

Kenndaten der Maschine:

• Leistung: 32 kW (20% ED)
• Drehmoment: 200Nm (20% ED)
• maximale Drehzahl: 10.000 1/min
• Werkzeugaufnahme: HSK 63 A

Alfing 2-Spindler

Die Maschine hat als Besonderheit zwei Arbeitsspindeln und erreicht mit einer Drehzahl von max. 18.000 min-1 den für die meisten prismatischen Bauteile sinnvollen HSC-Bereich.
Die Maschine wird hauptsächlich in der Automobil- und Zulieferindustrie zur Bearbeitung von Leichtmetallen eingesetzt. Durch die zwei Hauptspindeln sind Werkzeugwechsel- und Span-zu-Span-Zeit konkurrenzlos niedrig. Diese Eigenschaft ist im Laborbetrieb natürlich nicht notwendig. Um die Anwendungsbreite weiter zu vergrößern, wurden daher zwei unterschiedliche Hauptspindeln mit 18.000 min-1 und 14.000 min-1 eingebaut. Des weiteren ist eine Spindel mit Hochdruck-Innenkühlschmierung und die zweite mit Minimalmengenschmierung durch die Spindel ausgerüstet.

Kenndaten der Maschine:

• Leistung: 22 kW (S6/40% ED)
• maximale Drehzahl: 18.000 1/min
• Werkzeugaufnahme: HSK 63 A

Spinner TC 600

Drehmaschine
Spinner TC 600-65

• Leistung: 18 kW (S3/60% ED)
• Drehmoment: 348 Nm (S3/60% ED)
• maximale Drehzahl: 4.000 1/min
• Werkzeugaufnahme: VDI30
• Angetriebene Werkzeuge
• y-Achse
• Genauigkeitsversion mit Linearmaßstäben

Schrumpfgerät Bilz ISG 2200 WK

(zum Einschrumpfen von Werkzeugschäften aus Hartmetall und Stahl in Schrumpffutter. Durch die Wasserkühlung ist ein sehr schnelles Abkühlen möglich)

Auswuchtgerät Bilz FWG 3100

(zum Messen des Wuchtzustands von Werkzeugen und Werkzeughaltern)

Werkzeugeinstellgerät Kelch Kalimat C

(zur Werkzeugvoreinstellung; Messen von Durchmesser und Länge der Werkzeuge, von Flugkeisen der einzelnen Schneiden usw.)

Messmikroskop Mitutoyo TM-505

(mit PC-gestützter Bilderfassung und -Auswertung)

Rauheitsmessgerät Mitutoyo SJ-301

(PC-gestützt)

• Mess-PC Atlas A9
• 4-Komponentenkraftmessplattform Kistler zum Bohren (Fx, Fy, Fz, Mz)
• 3-Komponentenkraftmessplattform Kistler zum Fräsen (Fx, Fy, Fz)
• 3-Komponentenkraftmessplattform Kistler zum Drehen (Fx, Fy, Fz)
• 3D-Digitalmikroskop Keyence VHX 500-F
• Leistungsmessgerät Infratek 107A
• Hochgeschwindigkeitskamera SpeedCam MiniVis e2
• Schwingungsmesstechnik (Impulshammer, Sensorik, Datenerfassung)

• Diverse Schwingungssensoren
• Gerät zur berührungslosen Schwingungsmessung
• Koordinaten-Messgeräte (Zeiss Prismo und Zeiss UPMC)
• Rauheitsmessgeräte
• Optisches Topografiemessgerät
• Messmikroskop Leitz VMM 200+
• Rastelektronenmikroskop
• Laserinterferometer Renishaw
• Metallografie-Einrichtung
• Computertomograph

Derzeit werden von Prof. Kalhöfer die Vorlesungen

• Trennverfahren,
• Fertigungstechnik,
• Werkzeugmaschinen und
• Spezialgebiete der Zerspanung

gehalten.

Die Vorlesung Trennverfahren für Studenten des Studiengangs Maschinenbau/Fertigungstechnik behandelt neben dem Schwerpunkt Zerspanung die Themengebiete Scherschneiden, Funkenerosion und eletrochemisches Abtragen.

Die Fertigungstechnik wird für Studenten des allgemeinen Maschinenbaus gehalten. Sie umfasst die wesentlichen Gebiete der Fertigungstechnik, insbesondere das Ur- und Umformen, das Trennen und das Fügen. Dabei steht die Metallbearbeitung im Vordergrund.

In der Vorlesung Werkzeugmaschinen für den Studiengang Maschinenbau/Fertigungstechnik werden die Grundlagen des Werkzeugmaschinenbaus mit den Anforderungen, der Gestaltung und Auslegung der Komponenten von Werkzeugmaschinen behandelt. Weiterhin werden Grundlagen zur Gestaltung von Produktionssystemen angesprochen.

Die Moderne Zerspanungstechnologie für den Master-Studiengang Produktentwicklung und Fertigung vertieft verschiedene aktuelle Themen der Zerspanung. Darüber hinaus wird hier ein umfangreicheres Laborprojekt durchgeführt, das die selbständige Arbeit im Team an einem Thema der Zerspanung schulen soll.

In Studien- und Diplomarbeiten werden diverse Themenstellungen aus der Zerspanung und der Lasertechnik bearbeitet.
Beispiele dafür sind die Herstellung von Druck- und Kokillengießformen, die anschließend im Gießereilabor verwendet werden.

Die Forschungsaktivitäten des Stiftungslehrstuhls Spanende Fertigung liegen im Bereich der Zerspanung mit geometrisch bestimmter Schneide.
Abgeschlossene und laufende Forschungsprojekte sind:

• Bohren und Reiben von rostfreiem Stahl (finanziert durch das Land Baden-Württemberg),
• Hochleistungsbohren von rostfreiem, austenitischen Stahl (finanziert durch das BMBF),
• Weiterentwicklung eines Abstechwerkzeugs (in Zusammenarbeit mit dem Insittut für Werkstofftechnik, finanziert durch das BMWi)
• Untersuchung und Optimierung der Werkzeugschwingungen bei der Zerspanung (finanziert durch das Land Baden-Württemberg)

Als weiteres Forschungsthema wird an energieeffizienter Fertigung gearbeitet.
Abgeschlossene und laufende Forschungsprojekte sind in diesem Bereich:

• Energieeinsparpotentiale bei Drehmaschinen (finanziert durch das Land Baden-Württemberg),
• Energieeffiziente Werkzeugkonzepte für die Zerspanung (finanziert durch das Land Baden-Württemberg).

Kalhöfer, E.: Trockenbearbeitung mit geometrisch bestimmter Schneide, 9. Darmstädter Fertigungstechnisches Symposium „Präzise Bearbeiten bei hohen Geschwindigkeiten", Darmstadt, 27./28.02.1996.

Kalhöfer, E.: HSC-Fräsen von Leichtmetallguss, begleitende Vorträge zur euroguß 96, Untertürkheim, 18.04.1996.

Kalhöfer, E.: High Speed Cutting - an Overview, Conference on High Speed Cutting, DTI Taastrup, Kopenhagen, Dänemark, 05.12.1996.

Kalhöfer, E.: The Technology of High Speed Cutting, 4th International Conference on Production Engineering, Opatija, Kroatien, 12./13.06.1997.

Kalhöfer, E.: Dry Machining - Principles and Applications, 2° Seminário International de Alta Tecnologia „Usinagem com Altíssima Velocidade de Corte e Alta Presicao", Sta. Bárbara d'Oeste, Brasilien, 31.07.1997.

Kalhöfer, E.: Einsatz der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung bei der Herstellung von Karosseriewerkzeugen, Fachtagung Automobil 2010, Design, Konstruktion und Fertigung im Wandel, Bad Nauheim, 12./13.03.1998.

Kalhöfer, E.: Dry Machining - Technology and requirements to the machine tool, International Conference on Improving Machine Tool Performance, San Sebastian, Spanien, 06.-08.07.1998.

Kalhöfer, E.: Stand, Trends und Potentiale der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung, AWF-Erfahrungsforum Potentiale und Trends der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung, Stuttgart, 25.09.1998.

Kalhöfer, E.: Prediction of Tool Life and Optimization of Cutting Parameters with Artificial Neural Networks, II CIRP International Workshop on Modelling of Machining Operations, Ecole Centrale de Nantes, Nantes, 25./26.01.1999.

Kalhöfer, E.: Forecast of Tool Life and Optimization of Cutting Parameters with Artificial Neural Networks, Sino-German Joint Symposium on High Speed and High Precision Machining, National Cheng Kung University, Tainan, Taiwan, 15.-17.03.1999.

Kalhöfer, E.: High Speed Machining - History, Technology and Machine Tools, Materials Processing Awareness Workshop High Speed Machining, Sheffield Hallam University, Sheffield, England, 23.06.1999.

Kalhöfer, E.: Manufacturing Engineering for High Volume Production of CGI Engine Blocks - Redesign of an Existing Grey Iron Line to CGI, CGI Machining Workshop, Darmstadt, 02.11.2000.

Kalhöfer, E.: Neue Dienstleistungen in der Automobilindustrie, Festkolloquium zur Einweihung des Dienstleistungszentrums der Firma Mapal Dr. Kress KG, Aalen, 25.09.2003.

Kalhöfer, E.: Trockenbearbeitung und Minimalmengenschmierung, IHK-Bildungszentrum Aalen, 08.12.2005.

Kalhöfer, E.: Trockenbearbeitung heute: Potential, Voraussetzungen und wirtschaftlicher Nutzen, LMT-Symposium, Oberkochen, 31.03.2006.

Kalhöfer, E.: Ressourcenschonende Fertigung, Innovative Werkzeugsysteme für die Produktion von morgen, Werkzeugsymposium 2008, Schwarzenbek, 20.06.2008.

Kalhöfer, E., Rief, M., Schmutz, M.: Energieeffiziente Werkzeugkonzepte, Vortrag auf Mapal Pressetag, 10.06.2010.

Kalhöfer, E., Rief, M.: MMS braucht weniger Energie, Vortrag beim LMT Messeauftritt auf der AMB am 29.09.2010, lmt.e-convention.net/deutsch/amb-archiv/vortrag-professor-kalhoefer/-vortrag-professor-kalhoefer.html.

Kalhöfer, E., Rief, M.: Energieeffizienz in der Metallbearbeitung, Vortrag auf IHK Veranstaltung Spanende Bearbeitung - Material und Energie sparen. Heidenheim, 09.11.2010.

Schulz, H., Kalhöfer, E.: Umweltfreundliches Produzieren durch Trockenbearbeitung möglich? Thema Forschung 2/1996, S. 16-23.

Schulz, H., Kalhöfer, E.: Jetzt auch Stahlschäfte schrumpfspannen! Werkstatt und Betrieb 129 (1996) 9, S. 774-776.

Schulz, H., Kalhöfer, E.: Aluminium-Knetlegierungen trocken bearbeiten, Werkstatt und Betrieb 129 (1996) 7-8, S. 707-710.

Kalhöfer, E.: Aluminium im Fahrzeug, Tagungsbericht, Werkstatt und Betrieb 130 (1997) 6, S. 479.

Kalhöfer, E.: Flexibel mit Fräsmaschinen und Bearbeitungszentren, Messebericht, Werkstatt und Betrieb 130 (1997) 12, S. 620-623.

Kalhöfer, E.: Immer produktiver verzahnen, Messebericht, Werkstatt und Betrieb 130 (1997) 12, S. 1123-1125.

Kalhöfer, E.: Fräsen und Bohren immer schneller, Messebericht, Werkstatt und Betrieb 130 (1997) 12, S. 1098-1105.

Schulz, H., Kalhöfer, E.: Trockene Hochgeschwindigkeitsbearbeitung in Aluminium, wt Werkstattstechnik 87 (1997), S. 471-474.

Schulz, H., Kalhöfer, E.: Standzeit vorhersagen, Werkstatt und Betrieb 131 (1998) 5, S. 374-375.

Schulz, H., Kalhöfer, E.: Zerspanungsparameter mit neuronalen Netzen bestimmen, wt Werkstattstechnik 88 (1998) 3, S.125-128.

Schulz, H., Kalhöfer, E., Troschel, W., Sahm, D., Reuter, U.: Zerspanen mit GGV, Werkstatt und Betrieb 131 (1998) 3, S. 135-137.

Kalhöfer, E.: Hochleistungswerkzeuge, Tagungsbericht, Werkstatt und Betrieb 132 (1999) 1-2, S. 83.

Kalhöfer, E., Salomon, M., Schilling, R.: Vergleich von parallelen und seriellen Fertigungskonzepten, Werkstatt und Betrieb 138 (2005) 5, S. 40-44.

Kalhöfer, E., Kranzen, J.: Euphorie weicht nüchterner Einschätzung - Stand der Umsetzung und Einführungshemmnisse der Trockenbearbeitung, Werkstatt und Betrieb 139 (2006) 7-8, S. 52-54

Kalhöfer, E.: Ungenutzte Einsparpotenziale in der Spanenden Fertigung, Economic Engineering 5/2008, S. 56-599.

Kalhöfer, E.: Energieeffiziente Werkzeugkonzepte in der Zerspanung, Werkstatt und Betrieb 141 (2008) Heft 10, S. 36-39.

Kalhöfer, E., Kranzen, J.: Beeinflussung der Randzonen-Aufhärtung beim Bohren rostfreier Stähle, horizonte Nr. 33, 2009, S. 8-11.

Kalhöfer, E., Kranzen, J.: Bohren rostfreier Stähle, Werkstatt und Betrieb 142 (2009) Heft 3, S. 12-15.

Kalhöfer, E., Kranzen, J.: Bohrungsbearbeitung rostfreier Stähle, Teil 2, Geometrie und Beschichtung, Werkstatt und Betrieb 142 (2009) Heft 9, S 66-68.

Kalhöfer, E., Rief, M.: Energieeffiziente Werkzeugkonzepte in der Zerspanung - Analyse des Energieverbrauchs von spanenden Werkzeugmaschinen, horizonte Nr. 34, 2009, S. 30-33.

Kalhöfer, E.: Formas de evitar desperdicios de energia nos processos de usinagem, MM Maquinas e Metais, Februar 2010, Brasilien

Kalhöfer, E., Kranzen, J.: Untersuchung der Zerspantemperaturen beim Bohren mittels Thermografie, horizonte Nr. 35, 2010, S. 32-34.

Rief, M., Kalhöfer, E., Karpuschewski, B.: Energiebetrag verschiedener Kühlschmiersysteme. Werkstatt und Betrieb. 2010, 09/2010, S. 142-145.

Kalhöfer, E., Kranzen, J.: É possível otimizar os parâmetros de corte e a qualidade das pecas de acos inoxidáveis, MM Maquinas e Metais, Dezember 2010, Brasilien.

Kalhöfer, E. und Rief, M.: Synchronisationsfehler beim Gewindebohren, Werkstatt und Betrieb 2011, 04-2011, S. 68-71.

Karpuschewski, B., Kalhöfer, E., Rief, M.: Quantifizierung des zeitlichen und energetischen Einsparpotentials durch Stufenbohrwerkzeuge, VDI-Z I-2011, S. 14-16.

Karpuschewski, B., Kalhöfer, E., Joswig, D., Rief, M.: Energiebedarf für die Hartmetallherstellung, ZWF Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb 7/8-2011, S. 496-501.

Karpuschewski, B., Kalhöfer, E., Joswig, D., Rief, M.: Energiebedarf bei der Herstellung von Hartmetall-Wendeschneidplatten, ZWF Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb 9-2011, S. 602-605 

Karpuschewski, B., Kalhöfer, E., Rief, M.: Energiebedarf bei der Herstellung von Vollhartmetall-Spiralbohrern, VDI-Z Spezial Werkzeuge 8-2011, S. 59-61.

Rief, M., Kalhöfer, E., Karpuschewski, B.: Einfluss des KSS-Konzeptes auf die Energie- und Kosteneffizienz, Werkstatt und Betrieb 2011, 09-2011, S. 152-155.

Karpuschewski, B., Kalhöfer, E., Rief, M., Joswig, J.: Ermittlung der Kühllast durch Bearbeitungsmaschinen für die Auslegung von Klimaanlagen, HLH 10-2011, S. 41-44. 

Kalhöfer, E.: Kapitel Trockenbearbeitung in: Schulz, H. (Hrsg): Hochgeschwindigkeitsbearbeitung, Carl Hanser Verlag, 1996.

Kalhöfer, E.: Schnittwertoptimierung mit Hilfe künstlicher neuronaler Netze, Dissertation, Shaker Verlag, 1998.

Kalhöfer, E.: Kapitel Qualifizierung von Werkzeugmaschinen in: Industrielle Fertigung, Band 2: Messen und Prüfen, Europa-Verlag, 2006.

Kalhöfer, E.: Kompetenzen die sich ergänzen - Zerspanung, Umformung, Oberflächenbehandlung. In: Zukunftsregion Ostwürttemberg, Monografien deutscher Wirtschaftsgebiete, Verlag Kommunikation & Wirtschaft GmbH, 2008