„Erst mit der Software kommt die Intelligenz in die Maschine.“
Prof. Harald Goldau

„Erst mit der Software kommt die Intelligenz in die Maschine.“ Prof. Harald Goldau

Anlässlich einer Fachkonferenz zum Thema Schleiftechnologie und Feinstbearbeitung gab er fertigung ein exklusives Interview

Herr Professor Goldau, bitte erklären Sie den Arbeitsschwerpunkt des Industrielabors „Innovative Fertigungsverfahren“, kurz IL IFV?
Einer unserer Forschungsschwerpunkte ist die Endbearbeitung von Bauteilen mit dem Ziel, möglichst nahe an die ideale, an die funktionsgerechte Oberfläche heranzukommen. Denn: Definiert strukturierte, form- und maßhaltigere Oberflächen führen zu weniger Reibung, besserer Funktionsfähigkeit und weniger Energieverlust. Dies gilt für die Gleitflächen eines Knieimplantats ebenso wie für Dichtflächen an Armaturen und der Einspritztechnik im Motorenbereich. Wir sind ein Institut mit starkem Praxisbezug, das bedeutet, dass wir uns hauptsächlich um die Produktionstechnik regionaler und auch überregionaler Industriebetriebe kümmern.

Wo sehen Sie Ihre Ziele?
Wir wollen mit unserer Arbeit die Produktionstechnik unserer Industriepartner verbessern. Im Besonderen rücken wir dabei die Endbearbeitung, die Präzision in den Mittelpunkt, wobei wir in Entwicklungsansätzen natürlich immer den Prozess als Ganzes im Auge haben. Das heißt, mit dem Rohling fängt der Prozess an, und wir wollen am Ende einen ökonomisch und technisch guten Gesamtprozess für unsere Auftraggeber entwickeln. Sei es zur Herstellung einer Armatur oder zum Schleifen eines Implantats.

Wie ist Ihr Institut mit Fertigungstechnik ausgestattet?
Wir konzentrieren unsere Fertigungstechnik zur Präzisionsbearbeitung in einer Laborhalle von 200 m2. Hier befindet sich unser Forschungsumfeld mit den hochgenauen Maschinen. Eine Hembrug-Hartdrehmaschine, eine Multigrind-5-Achs-Schleifmaschine von Haas, dann eine komplett servoelektrisch betriebene Reibschweißmaschine, die wir selbst entwickelt haben. Dazu kommen Sondermaschinen im Bereich Finish-Technologie; das sind Maschinen, die von uns nochmals speziell „aufbereitet“ wurden. Und natürlich Messsysteme, zum einen mit taktiler Koordinatenmesstechnik, zum anderen mit optischer Messtechnik. Letztere liegt uns besonders am Herzen, da man aus dem Informationsgehalt einer 3D-Darstellung viel mehr Informationen ableiten kann. Wir bekommen mit der optischen Messtechnik sehr schnell gezielte Aussagen zu aktuellen Prozesszuständen, die wir dann zur Verfahrensverbesserung nutzen.

Warum eine Schleifmaschine von Haas, und wozu wird die Multigrind CA bei Ihnen eingesetzt?
Wir wollten eine Schleifmaschine haben, mit der wir Präzisions­bauteile herstellen können, wie sie in der Medizintechnik Verwendung finden. Nach einer gründlichen Marktrecherche sind wir letztendlich zu dem Schluss gekommen, dass wir mit der CA von Haas bestens bedient wären, wenn wir sie uns leisten könnten. Uns war klar, dass unsere Arbeit im obersten Präzisionssegment nur mit einem High-End-Schleifzentrum möglich sein würde. Entsprechend haben wir dann alle Hebel in Bewegung gesetzt, um diese Investition zu ermöglichen. Nichtsdestotrotz haben wir gesagt, diese Haas-Maschine, so wie sie da steht, reicht in Standardausführung für unsere Forschung nicht aus.

Warum reicht sie dazu nicht aus?
Jeder Finish-Prozess ist ein kraftgeregelter Prozess, und dazu müssen die Kräfte zunächst gemessen werden können. Wir haben mit Haas gesprochen und sie gebeten, die Spindeleinheit so zu modifizieren, dass die Kräfte, die beim Schleifen und Finishen auftreten, direkt gemessen werden – mit dem Ziel, mit Hilfe dieser Messwerte und Erkenntnisse eine neue Verfahrensvariante zu entwickeln, die „Verfahrenskombination Schleifen-Finishen“. Wir haben den Leuten von Haas gesagt, wie wir die piezogesteuerte Kraftsensorik integriert haben wollen, und Haas hat das dann auch hervorragend umgesetzt. Die Kräfte werden heute zur servoelektrischen Kraftregelung für den Finish-Prozess auf der Schleifmaschine genutzt.

„Mit der Spindeleinheit von Haas können die Kräfte direkt gemessen werden.“
Prof. Harald Goldau

Welche Bauteile bearbeiten Sie mit der Haas-Maschine?
Bauteile aus der Medizintechnik, der Automobiltechnik und der Armaturenindustrie. Wir haben die Haas-Maschine auch schon zum Rührreib-Schweißen benutzt. Wir verbinden damit zum Beispiel Aluminiumbleche. Sicherlich keine Standardanwendung. Wir setzten die Haas-Maschine deshalb dafür ein, weil die Kraftregelung gut funktioniert. Für uns ist das ein schöner Nebeneffekt, dass wir die Haas-Maschine auch für Grundlagenversuche kraftgeregelter Prozesse nutzen können.

Wie sehen Sie die Rolle der Software in der Zerspanung oder beim Schleifen?
Die Software entscheidet in der modernen Werkzeugmaschine mit digitaler Antriebs- und Steuerungstechnik sowie integrierter Sensorik und Aktorik entscheidend, wie den Kundenwünschen entsprochen werden kann. Die Hardware, also gewissermaßen alle Grundkomponenten der Werkzeugmaschine, sind die Basis für den soliden Maschinenbau, aber die Software spielt immer mehr eine wichtige Rolle. Erst mit der Software kommt die Intelligenz in die Maschine, sei es in ein Dreh- oder Fräsbearbeitungszentrum, einer Sondermaschine wie einer Reibschweißmaschine, oder einem Schleifzentrum. Zum Gesamtkomplex Software gehören für mich: die Konstruktionssoftware, die Schleifsoftware, die Bediensoftware, die Qualitätssicherungssoftware und die Auswertungs- und Dokumentationssoftware. Die Software soll, überspitzt formuliert, der Maschine das Denken und Fühlen ermöglichen.

Machen 3D-Drucker Werkzeugmaschinen und Schleifmaschinen überflüssig?
Die vielfaltigen Technologien der 3D-Drucker bereichern die Möglichkeiten der Fertigungstechnik gerade bei der Herstellung komplexer Werkstücke. Ich spreche in diesem Zusammenhang lieber von 3D-Formgebung anstatt vom 3D-Drucken. Für die Entwicklung einer geeigneten Prozesskette vom Rohteil zum Fertigteil nach Zielgrößen wie Fertigungsqualität, -zeit und -kosten sowie Ressourceneffizienz werden die Werkzeugmaschinen für die Hauptverfahren Drehen, Fräsen und Bohren und im Besonderen für das Schleifen ihre dominante Rolle behalten. Wir sind meines Erachtens noch weit davon entfernt, dass das 3D-Drucken in Bezug auf die Werkstoffauswahl, auf die Genauigkeiten und auf die Oberflächenqualitäten unsere Ansprüche durchgehend erfüllen kann. Das 3D-Drucken ist eine weitere Technologie mit einem überschaubaren Anwendungspotenzial, die aber die spanabhebenden Bearbeitungsverfahren künftig nicht ablösen wird.

Das ausführliche Interview unter www.schleifblog.de

Kontakt: Haas Schleifmaschinen GmbH, www.multigrind.com