Analyse von Werkzeugaufnahmen für das Fräsen filigraner Strukturen

In der Raumfahrt bestehen aufgrund des Einsatzes von Komponenten im thermischen und mechanischen Grenzbereich höchste Anforderungen an deren Qualität. Zudem wird Zeit- und Kostenaspekten verstärkt Aufmerksamkeit gewidmet. Eine kontinuierliche Weiter- oder Neuentwicklung von Herstellungsprozessen für Raumfahrtprodukte ist daher essentiell.
Die vorliegende Arbeit beinhaltet die wissenschaftliche Analyse von Werkzeug-aufnahmen für das Fräsen filigraner Strukturen. Die maßgebenden Einflussfaktoren auf das statische und dynamische Verhalten von lang kragenden Werkzeugaufnahmen werden mit der Finite Elemente Methode untersucht und in umfangreichen Versuchs-reihen validiert. Die Untersuchungen des vollständigen Zerspanprozesses und der daraus resultierenden Bauteilqualität stellen sicher, dass auch die praxisrelevanten Anforderungen erfüllt werden. Abschließend wird dem Anwender eine Methode zur Verfügung gestellt, die eine korrekte Auslegung dieses Prozesses ermöglicht.
Der Einsatz der Methode in der Kühlkanalfertigung bei Raketenbrennkammern zeigt, dass auch bei höchsten Anforderungen durch geeignete Auslegung ein stabiler Prozess erzielt wird. Durch den Einsatz lang kragender Werkzeugaufnahmen beim Scheibenfräsen filigraner Strukturen kann eine Steigerung in Produktivität, Qualität und Flexibilität erzielt werden.