AKF - Arbeitskreis Feinschneiden

Der Arbeitskreis Feinschneiden (AKF) ist ein strategisches Forschungswerkzeug für innovative Unternehmen aus der Branche der Feinschneidtechnik. Durch den Zusammenschluss von Expertinnen und Experten auf dem Gebiet der Feinschneid- und Anlagentechnik, Werkzeugwerkstoff- und Blechwerkstofffertigung, Beschichtungstechnik sowie Schmierstoffherstellung und -applikation entsteht eine interdisziplinäre Basis zur innovativen Gemeinschaftsforschung. Die Bündelung des Prozesskettenwissens ermöglicht eine technologiefokussierte Untersuchung hinsichtlich aktueller Herausforderungen sowie zukünftiger Trends.

Herausforderung

Das Feinschneiden ist ein hochproduktives Verfahren zur wirtschaftlichen Serienfertigung von komplexen Blechteilen. Mittels der Technologie Feinschneiden gefertigte Blechteile zeichnen sich durch qualitativ hochwertige Funktionsflächen mit hoher Maß- und Formgenauigkeit aus. Entscheidend für eine wirtschaftliche Fertigung ist ein tiefgehendes Prozessverständnis der Feinschneidtechnologie im Zusammenspiel mit der gesamten Prozesskette. Erfolgsfaktoren für aktuelle wie auch zukünftige Herausforderungen im Bereich des Feinschneidens, welche die gesamte metallverarbeitende Industrie gleichermaßen betreffen, sind die frühzeitige Identifizierung und erfolgreiche Implementierung sich entwickelnder Trends sowie die Optimierung und Effizienzsteigerung etablierter Produktlinien. Der Einbezug von der Digitalisierung innerhalb der Prozesskette sowie ökologische Betrachtungen sind dabei als übergeordnete Leitthemen innerhalb der jeweiligen Prozessstrukturen zu betrachten. 

Hieraus resultieren vielfältige technologische Herausforderungen, mit denen sich jeder Feinschneidbetrieb in ähnlicher Form konfrontiert sieht. Im industriellen Alltag ist es dabei oftmals schwierig, alle Herausforderungen gleichermaßen zu bedienen.

Ihr Benefit

Durch den Zusammenschluss von Expertinnen und Experten auf dem Gebiet der Feinschneidtechnologie sowie die Expertise von Unternehmen aus den Bereichen Werkzeug­technik, Schmier­stoff­technik, Werkstoff­technik, Beschichtungstechnik und Anlagen­technik entsteht eine interdisziplinäre Basis für anspruchsvolle Gemeinschaftsforschung. Durch die Zusammenführung der verschiedenen Fachexpertisen können die technologisch komplexen Wechsel­wirkungen beim Feinschneiden auf höchstem Niveau erforscht und diskutiert werden. Dies ermöglicht eine fundierte wissenschaftliche Forschung unter industriellen Randbedingungen. Die Inhalte und Ergebnisse der Forschungsprojekte werden vertraulich behandelt und werden nur den Mitgliedsfirmen des Arbeitskreises Feinschneiden zur Verfügung gestellt.
Aus Ihren Fragestellungen und Interessen entsteht das jährliche Forschungs­programm.
Ihr Benefit liegt in der Generierung eines technologischen Vorsprungs durch die gezielte Bearbeitung von relevanten Forschungsprojekten, um Ihnen einen nachhaltigen Wettbewerbsvorteil zu verschaffen. Dabei können Sie unabhängig von Ihrem Tagesgeschäft die Entwicklung neuer Technologien und die frühzeitige Etablierung in der Praxis aktiv mitgestalten. Der Arbeitskreis ist zusätzlich ein Forum für den regen Erfahrungsaustausch zwischen An­wenderinnen und Anwendern, Fein­schneid­produzenten, Werk­zeug- und Werk­stoff­herstellern sowie Unternehmen aus dem Bereich Beschichtungs- und Schmier­stofftechnik. Darüber hinaus bietet Ihnen dieser Arbeits­kreis die Möglichkeit einer offenen und kooperativen Gemeinschafts­forschung in einem fachlich kompetenten Netzwerk. Nutzen Sie daraus entstehende Synergien zum strategischen Ausbau von Wissen und setzen Sie damit das dem Arbeitskreis Feinschneiden zugrunde liegende Leitmotiv in die Tat um: Zukunft durch Forschung gemeinsam gestalten.

 

Leistungen

In Abhängigkeit von Mitarbeiter­kapazitäten und Mitglieder­anzahl werden Forschungsprojekte sowie Studien definiert. Mit Stand 2023 werden zwei experimentell basierte Forschungsprojekte sowie eine Studie oder ein im Umfang dazu vergleichbares praxisorientiertes Studienprojekt im Forschungsjahr durchgeführt. Die erarbeiteten Forschungsergebnisse werden anlässlich der jeweils in Aachen stattfindenden Tagungen in Form von Vorträgen vorgestellt. Zusätzlich werden die Ergebnisse in einem Jahresbericht zusammengefasst. Den Mitgliedsfirmen stehen darüber hinaus alle Jahresberichte des Arbeitskreis Feinschneiden seit der Gründung im Jahr 2016 sowie die Vorträge der letzten Jahre auf einem Server zum Download zur Verfügung. Jede Mitgliedsfirma hat durch seine persönlichen Zugang­sdaten Zugriff auf den exklusiven Mitgliederbereich. 

Forschungsschwerpunkte

  • Wirtschaftlichkeitssteigerung durch Verschleißreduktion
  • Hochleistungsbeschichtungen für das Feinschneiden
  • Hochleistungsschmierstoffe im Kontext ökologischer Anforderungen
  • Hochfeste Blechwerkstoffe prozesssicher Feinschneiden
  • Erhöhung von Hubfrequenzen: Konsequenzen für den Werkzeugbau
  • Digitalisierung von Produktionsprozessen – Prozessdatenerfassung und -nutzung
  • Steigerung der Produktivität in Hochlohnländern
  • Elektromobilität - Chancen und Risiken für das Feinschneiden
  • Prozessrobustheit - Unsicherheiten beherrschen
  • Feinschneidbarkeit - Ableiten von Standards zur Werkstoffcharakterisierung
  • Einsatz von Hartmetall als Werkzeugwerkstoff für das Feinschneiden
  • Null-Fehler-Strategien - Geometrische Grenzen überwinden

Forschungsprogramm

Das aktuelle Forschungsprogramm für den Forschungszeitraum 2023/24 behandelt die Themen:

  • Erhöhung der Schnittflächenqualität mittels der Blechoberfläche
  • Standardisierte Bewertung der Feinschneidbarkeit von Blechwerkstoffen unter schwierigen Schneidbedingungen
  • Wandel in der Automobilindustrie (Studie)

 

  • Nachschnittoptimierung für erodierbare Keramiken mit unterschiedlich dominierenden Abtragmechanismen im ölbasierten Dielektrikum
  • Drahtfunkenerosives Abrichten von Schleifscheiben
  • Einsatz von Machine Learning zur datenbasierten Technologieentwicklung in der Drahtfunkenerosion
  • Charakterisierung unterschiedlicher Werkzeugmaterialien für die elektrochemische Metallbearbeitung
  • Einsatz von ML-Methoden für die Prozess-Bewertung der PECM-Bearbeitung anhand von Prozessdaten
  • Identifikation von Bearbeitungsparametern und Dielektrikumseigenschaften zur abbildungsgenauen Senkerosion von Hartmetallen
  • Identifikation von Kenngrößen zur funktionorientierten Beschreibung funkenerodierter Oberflächen

  • Einfluss der Senkerosion auf die tribologischen Eigenschaften von Hartmetallen
  • Analyse des Einflusses der Randzone auf den kontinuierlichen Funkenerosionsprozess
  • Untersuchungen zum Einfluss der dominierenden Abtragmechanismen erodierbarer Keramiken auf die Produktivität der Drahtfunkenerosion
  • Untersuchung des Drahtverschleißes bei Einzelentladungen und im kontinuierlichen Betrieb
  • Einsatz von Machine Learning zur Bewertung der Nachschnitttechnologien in der Drahtfunkenerosion
  • Analyse von ECM-Prozessdaten mit einem zeitlichen Bezug zu einer Kurzschlussentladung
  • Simulationsgestützten Kathodenauslegung am Beispiel einer Triebwerksschaufel
  • In-Prozess-Bewertung der PECM-Bearbeitung anhand von Prozessdaten und Reinigung von ECM-Bauteilen mittels Laser

  • Untersuchung des Einflusses der Senkerosion auf die mechanischen Bauteileigenschaften von Hartmetallen
  • Modellgestützte Untersuchung der mechanischen Beanspruchung von Graphitelektroden während der Senkerosion
  • Untersuchung zum Einfluss der Werkstoff-Dielektrikum-Kombination auf die drahtfunkenerosive Bearbeitung
  • Untersuchung der Werkzeugbeschichtung hinsichtlich der Abtragswirksamkeit verschiedener Entladungstypen in der Drahtfunkenerosion
  • Datenreduktion durch Einsatz von Machine Learning Methoden zur Abbildung des makroskopischen Abtrags
  • Identifikation signifikanter Einflussfaktoren bei der elektrochemischen Bearbeitung von definierten Werkstückkanten
  • Simulationsgestützte Auslegung der Strömung in ECM-Prozessen mit oszillierender Kathode
  • Modellierung der Fluid-Struktur-Interaktion bei der Senkbearbeitung dünnwandiger Elektroden

  • Untersuchung des Einflusses der Senkerosion auf die mechanischen Bauteileigenschaften von Kaltmassivumformwerkzeugen aus Hartmetall
  • Überprüfung des Einflusses des Kathodeneffektes auf die Prozesseigenschaften der Senkfunkenerosion
  • Aufbau einer Peripherie und Identifikation dominanter Maschinenparameter als Basis für eine automatisierte Technologieentwicklung in der Drahtfunkenerosion
  • Identifikation kritischer Prozesszustände hinsichtlich der Oberflächenintegrität in der Drahtfunkenerosion
  • Online-Prozessüberwachung zur ortsaufgelösten Charakterisierung der Entladungstypen bei der Bearbeitung von Luftfahrtwerkstoffen in der Drahtfunkenerosion
  • Untersuchung der Arbeitsspaltausbildung bei Verwendung von Kugelkathoden mit unterschiedlichen Elektrolytführungen und Druckverhältnissen
  • Numerische Klassifizierung von Strömungszuständen in der elektrochemischen Metallbearbeitung
    Entwicklung eines maschinenübergreifenden Konzepts zur Aufzeichnung und Verarbeitung von Maschinen- und Prozessdaten
  • Untersuchung von Filterkonzepten in der Drahtfunkenerosion

  • Abschluss der Grundlagenuntersuchung zur Optimierung des Abtragmechanismus in der funkenerosiven Senkbearbeitung
  • Conclusion: Phase Field Modeling of the induced microstructure evolutions in the rim zone during a single discharge
  • Abschluss der Modellierung der Oberflächenausbildung während der elektrochemischen Metallbearbeitung
  • Kennzahlengestützte Parameterwahl für PECM Prozesse
  • Möglichkeiten und Grenzen eines maschinenintegrierten Kamerasystems zur Prozessoptimierung in der Drahtfunkenerosion
  • Untersuchung des Einflusses der Senkerosion auf die Randzonenhärte und das Reibverschleißverhalten von Hartmetall
  • Aufzeigen der Einflüsse der Werkzeugelektrodenfläche auf das Prozessverhalten in der Senkerosion
  • Prozessmodell für die drahterosive Nachschnittbearbeitung von Werkstoffen des Werkzeugbaus und der Luft- und Raumfahrtindustrie
  • Online-Prozessüberwachung bei der Bearbeitung von Luftfahrtwerkstoffen mit Zusatzachsen
  • Entwicklung einer Methodik zur bearbeitungsspezifischen Charakterisierung von Werkstoffen mittels ECM
  • Benchmark der elektrochemischen Drahtbearbeitung (Wire ECM)

  • Grundlagenuntersuchung zur Optimierung des Abtragmechanismus in der funkenerosiven Senkbearbeitung
  • Developing a simulation model for microstructure evolutions in workpiece made of low carbon steels during EDM
  • Untersuchung der Oberflächenausbildung während der elektrochemischen Metallbearbeitung
  • Simulationsgestützte Parameterwahl in der präzisen elektrochemischen Metallbearbeitung (PECM)
  • Produktivitätsbenchmark in der Drahtfunkenerosion für den Werkzeugbau sowie Luft- und Raumfahrtindustrie auf aktuellster Maschinentechnik
  • Analyse der Oberflächenintegrität bei der funkenerosiven Senkbearbeitung von Hartmetallen
    Potentiale des drahtbasierten ECM(Wire-ECM)
  • Fortsetzung der Grundlagenuntersuchungen bei der funkenerosiven Senkbearbeitung von Hochleistungswerkstoffen
  • Untersuchung der Randzoneneffekte bei der drahtfunkenerosiven Bearbeitung von Titanlegierungen

  • Modellierung fluiddynamischer Phänomene in der elektroerosiven Bearbeitung
  • Fortführung der Drahtfunkenerosion von mechanisch hochbeanspruchten Bauteilen - Auswirkung auf die Bauteilfunktionalität
  • Fortführung der Ansätze zur Modellierung von Gefügeumwandlungen in der Funkenersion
  • Fortsetzung der Grundlagenuntersuchung zur funkenerosiven Senkbearbeitung mit Graphit als Elektrodenwerkstoff
  • Grundlagenuntersuchungen bei der Bearbeitung von Hochleistungswerkstoffen im Hinblick auf den Einfluss von Polarität und Entladedauer auf das Abtragverhalten
  • Seitenspaltphänomene in der elektrochemischen Metallbearbeitung im Hinblick auf hohe Aspektverhältnisse

Beitrag

Der jährliche Mitglieds­beitrag (Stand: 2024) beträgt EUR 10.220,- (zzgl. MwSt.). Zum Inflations­ausgleich erfolgt eine jährliche 2%-Anpassung des Mitglieds­beitrags. Der Forschungs­zeitraum ist von Oktober bis September des Folge­jahres definiert. Bei Neu­eintritt wird eine einmalige Schutz­gebühr in Höhe eines Jahresbeitrags erhoben. Dafür erhält die neue Mitgliedsfirma Einblick in die bisher erarbeiteten Forschungs­ergebnisse. Die Mitglieds­beiträge sind zweckgebunden für die Durchführung der Forschungs­arbeiten.

Sie sind herzlich dazu eingeladen, jederzeit per E-Mail oder über das Kontaktformular einen Termin zur Vorstellung des Arbeitskreises zu vereinbaren. Der Arbeitskreisleiter wird Ihnen gerne weitere Einzelheiten sowie Informationen zum Ablauf des Arbeitskreises erläutern. Sollten Sie Interesse an einer Teilnahme haben, so wird die Jahreshauptversammlung über die Aufnahme entscheiden.

Kennenlerntermin zum Arbeitskreis anfragen

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Ihre Ansprechpartner

Frank Schweinshaupt

Herr Frank Schweinshaupt
Leiter Arbeitskreis AKF

+49 241 80 24 977

Tim Herrig

Herr Dr. Tim Herrig
Abteilungsleiter Abtragende und Umformende Fertigungsverfahren

+49 241 94577021
+49 172 6206466