Für Zerspanungsprozesse von sicherheitstechnischer Relevanz ist es von Interesse die Messkurven der für die Zerspanung benötigten elektrischen Wirkleistung des Vorschub- oder/und des Spindelantriebs auf einem USB-Stick oder in der Nordmann-Cloud zu speichern, um im Fall des Ausfalls eines mittels Zerspanung bearbeiteten Bauteils nachweisen zu können, dass es nicht mit einem überhöhten Wirkleistungsbedarf bearbeitet wurde. Denn ein überhöhter Wirkleistungsbedarf geht auch mit einer höheren Wärmeinbringung in das spanabhebend bearbeitete Bauteil einher, wodurch Risse in diesem entstehen können, die zu seinem späteren Bruch führen können.

Um eine nachträgliche Manipulation der Messwerte zu vermeiden, besteht nun die Möglichkeit die Messwerte schon zum Zeitpunkt des Speicherns mittels Blockchain-Technologie zu sichern, d. h. mit einem „Stempel bzw. Siegel zu versehen", der die Echtheit der Daten bzgl. Messwerthöhe und Zeitpunkt der Messwerterfassung bestätigt.

Für die Luftfahrtindustrie optimierte Verbundwerkstoffe bestehen aus Schichten aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK) mit Titan oder einer hochfesten Aluminiumlegierung. Die einzelnen Schichten werden zumeist im Nietverfahren miteinander verbunden, wozu Bohrungen spanabhebend eingebracht werden müssen. Für die Zerspanung von CFK sind allerdings gänzlich andere Vorschub- und Drehzahlwerte als für die Zerspanung von Titan oder hochfestem Aluminium nötig, um eine hohe Fertigungsqualität bzgl. Durchmesserkonstanz und Rauigkeit der Bohrungsinnenwand sicherzustellen, einen hohen Werkzeugverschleiß zu vermeiden und die Bearbeitungszeit gering zu halten.

Da die Position des Übergangs vom Titan oder Aluminium in CFK in der Regel nicht hinreichend genau bekannt ist, ist es wünschenswert diesen Übergang in den Messwerten der Wirkleistung der Bohrspindel oder/und des Vorschubantriebs zu erkennen, um damit die Umschaltung der Vorschubgeschwindigkeit und der Spindeldrehzahl vor zu nehmen („adaptive Prozessregelung“). Wir erteilten einen Auftrag an das Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Abteilung Leichtbautechnologien, dies unter Verwendung des Tool Monitors SEM-Modul-e2 in Verbindung mit dem neuen Wirkleistungsmessgerät WLM-3S zu erproben. Und im Ergebnis wurde tatsächlich eine funktionsfähige Strategie auf der Grundlage der gewonnenen Messwerte erarbeitet, die nun Einzug finden kann bei Herstellung der Bohrungen in hochfeste Leichtbauwerkstoffe für die Luftfahrt. Die Strategie wurde anhand der im Tool Monitor vorhandenen Algorithmen zur Messwertverarbeitung umgesetzt und es wurden die geeigneten quantitativen Parameter bestimmt und anhand einer Vielzahl von Probebohrungen überprüft.

Das vom Land NRW im Rahmen des Förderprogramms „Mittelstand Innovativ & Digital (MID)“ geförderte Projekt fand damit einen erfolgreichen Abschluss.

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Der aktuelle Tool Monitor SEM-Modul-e erhält einen Nachfolger namens SEM-Modul-e2, das sich stark am SEM-Modul-e orientiert bzgl. der Überwachungssoftware und Bedienung. Allerdings bietet das auch kurz mit „e2“ bezeichnete Modell folgende Verbesserungen gegenüber dem Vorgänger:

• Höhere Rechenleistung: erlaubt eine schnellere Reaktion auf die Verletzung von Grenzwerten.
  
  
• Abtastrate pro Kanal 50.000 Messwerte statt bisher 10.000 Messwerte pro Sekunde: erlaubt eine feinere Auflösung dynamischer Messwerte.
  
  
• 2 Gigabit-Ethernet-Schnittstellen, von denen eine PROFINET-fähig ist: erweitert die Konnektivität mit modernen NC-Steuerungen, insbesondere von Siemens.
  
  
• Deutlich geringerer Stromverbrauch: auf einen Lüfter kann auch in warmen Schaltschränken verzichtet werden.