Schiffsschraube von Roboterhand

14. Dezember 2003, 14:00
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Deutsche Forscher konzipieren innovatives Verfahren zur schnelleren Produktion

Stuttgart - Motorteile und Schiffsschrauben aus Gussteilen sind in der Herstellung teuer, da sie in "verlorenen Formen" aus einem Sand-Bindemittel-Gemisch entstehen. Deutsche Forscher des Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) haben nun ein Verfahren entwickelt, bei dem diese Teile von einem Roboter ausgeführt werden. Das Robotyping-Verfahren von Walter Schaaf und Timo Schäfter arbeitet mit lokal wirkenden Verdichtungs- und Modellierwerkzeugen und kann eine Form innerhalb weniger Stunden aufbauen.

Das Gießen in der "verlorenen Form" hat eine lange Tradition. In der industriellen Produktion kommt es hauptsächlich bei Werkstoffen mit hohem Schmelzpunkt und Teilen in kleinen Losgrößen zum Einsatz. Die "verlorenen Formen" werden aus einem Sand-Bindemittel-Gemisch für jeden Guss neu aufgebaut und am Ende zerstört. Die Herstellung dieser Formen ist aber relativ kosten- und zeitaufwändig und lohnt sich nur bei großen Stückzahlen oder für hochpreisige Produkte. Robotyping kommt aber ohne diese physischen Modelle aus und eignet sich zur direkten Herstellung von Sandformen für großflächige Teile wie Schiffspropeller. "Das additive Verfahren, bei dem die Form schichtweise aufgebaut wird, nutzt die räumlichen Bewegungsmöglichkeiten eines Industrieroboters und arbeitet mit lokal wirkenden Verdichtungs- und Modellierwerkzeugen", so Schaaf. Im Vergleich zum Modellformverfahren dauert die Herstellung einer Form statt mehrerer Tage nur noch wenige Stunden.

Beim Robotyping-System wird der Sand portionsweise in einen Kasten geschüttet, der Roboter verteilt den Sand mit einer Spachtel. In einem anderen Fall häuft ein Dosierwerkzeug am Roboter den Sand entsprechend der Werkstückgeometrie auf. Mit dem Verfahren lassen sich aber auch Formstoffrohlinge herstellen: Dabei werden Formen für Gussteile mit komplexen Geometrien aus einem Formstoffblock herausgefräst. "Ist dieser Block kein massiver Quader, sondern ein bereits an die endgültige Form angenäherter Rohling, fällt dabei weniger Abraum an", führt Schaaf aus. "Auch in diesem Fall werden die Herstellzeiten erheblich verringert", erklärt der Experte. Für die automatische Herstellung großflächiger Sandgussformen mit Robotern erhielten die beiden Forscher den Fraunhofer IPA Innovationspreis. (pte)

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