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Profilnuten in Hochdruckturbinenscheiben gehören typischerweise zu den lebensdauerbegrenzenden Merkmalen eines Flugzeugtriebwerks. Um diese Nuten unter Einsatz eines unkonventionellen Verfahrens, wie dem WEDM, herzustellen und dabei die Lebensdauer- und Festigkeitsanforderungen in der Luftfahrtindustrie zu erfüllen, ist eine umfangreiche Validierungsstrategie nötig. Aus diesem Grund wird in diesem Beitrag eine Validierungsstrategie entwickelt und erste Ergebnisse vorgestellt.
 
Profile slots on high-pressure turbine discs are typically one of the life-limiting features of an aero engine. However, to fulfil service life and strength requirements when using a non-conventional process like WEDM to manufacture profile slots in aerospace industry, the validation strategy is extensive. For this reason, this paper develops a validation strategy and presents first results.

In diesem Beitrag wird die Entwicklung datengetriebener Modelle zur Vorhersage des Mittenverlaufs bei der Bohrungsfeinbearbeitung beschrieben. Dabei werden der Kraftzustand der Reibahle beim Reibprozess mit gezielt eingebrachtem Achsversatz und die daraus resultierende Bohrungsqualität untersucht. Es werden lineare Beziehungen zwischen mehreren Signalen und den Bohrungsmittenverläufen gefunden. Das entwickelte lineare Regressionsmodell kann den Bohrungsmittenverlauf mit hoher Effizienz und Genauigkeit prognostizieren.
 
This paper describes the development of data-driven models for predicting the hole straightness during fine bore machining. It investigates the force state of the reamer during the reaming process with specifically introduced axis misalignment and the resulting bore quality. Linear relationships are found between several signals and the hole straightness. The developed linear regression model can be used to predict the hole straightness with high efficiency and accuracy.

Dieser Beitrag stellt einen Ansatz zur robotergestützten hybriden Fertigung von Leichtbaustrukturen für den Flugzeugbau vor. Das Reibauftragschweißen bietet die Möglichkeit, mit geringer Prozesskomplexität Material aufzutragen und so artungleiche Metalle miteinander zu verbinden. In den in diesem Beitrag vorgestellten Versuchen wurde auf ein Substrat aus Titan durch den Reibauftragschweißprozess Aluminium einlagig und mehrlagig aufgetragen. Die erzeugten Beschichtungen wurden anschließend metallografisch untersucht.
 
This paper presents an approach for robot-based hybrid production of lightweight structures for aircraft construction. Friction surfacing offers the possibility of applying material with low process complexity and joining dissimilar metals. In the presented experiments aluminum was applied to a titanium substrate in single and multiple layers using the friction surfacing process. Then, the produced coatings were metallographically examined.

Innovative Ansätze bei der Prozessplanung und -optimierung mittels digitaler Zwillinge erfordern leistungsfähige Simulationen für Werkzeugmaschinen. Die Entwicklung einer solchen Simulation für ein 3-Achs-Vertikal-Bearbeitungszentrum wird hier als hybride Multi-Domain-Simulation in "Modelica" implementiert und experimentell validiert. Dabei ist das Ziel die berechneten Kenngrößen im Kontext aktueller Entwicklungen, wie zum Beispiel belastungsorientierter Bezahlmodelle bereitzustellen.

Innovative approaches to process planning and optimization using digital twins require powerful simulations for machine tools. The development of such a simulation for a 3-axis vertical machining center is presented here. The hybrid multi-domain simulation is implemented in 'Modelica' and validated experimentally. The aim is to provide the calculated parameters in the context of current developments such as load-oriented payment models.

Die zunehmende Digitalisierung von Werkzeugmaschinen erlaubt neue Ansätze zur Überwachung von Zerspanungsprozessen. Speziell beim Gewindebohren kann am Ende der Wertschöpfungskette ein Fehler im Prozess zum Ausschuss des gesamten Bauteils führen. In diesem Beitrag wird ein neuer datengetriebener Ansatz zur Detektion von Fehlern in Gewindebohrprozessen vorgestellt. Die Basis dafür bilden hochfrequent aufgezeichnete interne Daten der Werkzeugmaschinensteuerung.
 
The increasing digitalization of machine tools allows for new approaches to monitor and improve cutting processes in machining production. Particularly in the case of tapping, errors in the process at the end of the value chain can lead to rejection of the entire component. In this paper, a new data-driven approach for the detection of defects during tapping processes is presented. The basis for this approach is provided by high-frequently recorded internal machine tool data.

Predictive Maintenance ist eines der bestimmenden Themen im Kontext von Industrie 4.0. Ein Blick in heutige Produktionsstätten zeigt jedoch, dass die Voraussetzungen zur Umsetzung dieser Technologie für den überwiegenden Teil der Industrieanwendungen bisher nicht gegeben sind. Dieser Beitrag beschäftigt sich mit den notwendigen Schritten – vom Geschäftsmodell zur Anwendung in der industriellen Praxis – am Beispiel einer Schutzabdeckung für Werkzeugmaschinen.
 
Predictive maintenance is one of the defining topics in the context of Industrie 4.0, but a look at todays production facilities shows that the conditions for implementing this technology are not yet in place for the majority of industrial applications. This article is concerned with the necessary steps – from business model to application in industrial practice – using the example of a protective cover for machine tools.

Angesichts der sich weiter zuspitzenden Klimakrise gilt es unnötige Verbräuche von Ressourcen in der Produktion zu vermeiden. Basierend auf den Lean-Verschwendungsarten werden in diesem Beitrag sogenannte Ressourcenverschwendungsarten erarbeitet, die typische Stellen der Verschwendung von Ressourcen in produzierenden Unternehmen klassifizieren. Diese können als Grundlage dienen, um geeignete Maßnahmen zur Eliminierung von Ressourcenverschwendung umzusetzen.

With a view to recent developments in the climate crisis, it is important to avoid unnecessary resource consumption in production. Based on lean waste types, this article identifies so-called resource waste types that summarize typical points of resource waste in manufacturing companies. These types may serve as a basis for implementing suitable measures to eliminate resource waste.

Unsicherheiten bei Tiefbohrprozessen bestimmen die Bohrungsqualität. Um die physikalischen Einflussgrößen auf die resultierende Bohrungsqualität zu ermitteln, wurde im Rahmen dieser Arbeit ein Analogieprozess zum Tiefbohren entwickelt. Der so entstandene Versuchsstand erlaubt die einachsige, laterale Auslenkung der Werkzeugspitze bei gleichzeitiger Aufnahme der Werkzeugkörperbewegung. Ein anschließender Vergleich mit einem Realprozess liefert dabei eine gute Übereinstimmung.
 
Uncertainties in deep drilling processes determine the borehole quality. As part of this work, a deep hole drilling analogy process was developed to determine the physical variables influencing the resulting hole quality. The resulting test rig allows for uniaxial, lateral deflection of the tool tip while simultaneously recording the tool body movement. A subsequent comparison with a real process provides good agreement.

Im Forschungsprojekt "TensorMill" wird die Umsetzung einer intelligent vernetzten autonomen Fertigung von sicherheitsrelevanten Bauteilen in der Luftfahrtindustrie angestrebt. Dabei soll mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) auf möglichst viele Situationen im Fertigungsprozess reagiert werden. Dies dient dem Ziel, die Produktivität und Prozesssicherheit bei der Herstellung der sicherheitsrelevanten Integralbauteile zu erhöhen.
 
The "TensorMill" research project aims to implement an intelligently networked autonomous production of safety-relevant components in the aviation industry. The aim is to use artificial intelligence (AI) for reacting to as many situations in the manufacturing process as possible. This serves the goal of increasing productivity and process reliability in the production of safety-relevant integral components.

Die additive Fertigung von Schneidstoffen hat das Potenzial, leistungsfähigere Zerspanungswerkzeuge zu ermöglichen. Das Lithography-based Ceramic-Manufacturing-(LCM)-Verfahren erlaubt die Fertigung hochbelastbarer Bauteile aus Keramik. Dieser Beitrag stellt zum einen das LCM-Verfahren und zum anderen die Entwicklung additiv herstellbarer Wendeschneidplatten vor. Zuletzt erfolgt die Überprüfung der Funktionstauglichkeit von additiv hergestellten keramischen Wendeschneidplatten in Außenlängsdrehversuchen mit vermicularem Gusseisen (GJV-450).
 
The additive manufacturing of cutting materials has the potential to enable more efficient cutting tools. The Lithography-based Ceramic Manufacturing (LCM) process allows for the production of high-performance ceramic components. This article presents the LCM process as well as the development of indexable inserts that can be produced additively. Finally, the results of external longitudinal turning tests in Compacted Graphite Iron (CGI-450) are presented.

In der metallverarbeitenden Industrie wächst mit steigenden Qualitätsanforderungen die Bedeutung der Bauteilreinigung und -trocknung in der Wertschöpfungskette. Vor dem Hintergrund steigender Energiepreise und klimapolitischer Ziele besteht die Motivation, die Energieeffizienz der Bauteiltrocknung zu steigern. Zu diesem Zweck sollen neben einem Referenzfall die Infrarot- und die Induktionstrocknung als alternative Trocknungstechnologien untersucht sowie deren Energieeinsparpotenzial ermittelt werden.
 
Higher quality requirements in the metal-processing industry are increasing the importance of processes such as parts cleaning and drying along the value chain. Rising energy prices and climate policy goals provide an incentive to improve energy efficiency in parts drying. This paper assesses infrared and induction drying as alternative drying technologies aginst a reference case, and determines the energy-saving potentials of these technologies.

Im Rahmen des Projekts LoTuS wird die Bauteiltrocknung untersucht und hinsichtlich der Energieeffizienz optimiert. Zu diesem Zweck wird eine energieeffiziente Durchlaufreinigungsanlage als Forschungsanlage entwickelt und in Betrieb genommen. Zur Steigerung der Energieeffizienz wird eine Wärmerückgewinnung aus verschiedenen Anlagenkomponenten und deren Nutzung in maschineninternen Prozessen untersucht. Hierzu werden verschiedene Abwärmenutzungskonzepte simuliert und bewertet, um diese bereits bei der Anlagenkonstruktion zu berücksichtigen.
 
The objective of the LoTuS project is to investigate and optimize parts drying, including the development and construction of a throughput cleaning machine as a research prototype. To increase energy efficiency, the waste heat of various machine components as well as their utilization in internal machine processes are examined. Different waste utilization schemes are simulated and assessed and then considered during machine construction.

Im Rahmen des vom BMWi geförderten Projekts "Phi-Factory" am Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW) der Technischen Universität Darmstadt wurden, angesichts des steigenden Anteils fluktuierend einspeisender Stromerzeuger, technische Potenziale zur energetischen Flexibilisierung von Produktionsanlagen und Industrieprozessen untersucht. Im Bereich der Kühlung von Werkzeugmaschinen bietet der Einsatz von innovativen Phasenwechselmaterialspeichern die Möglichkeit, Lastflexibilisierung auf Maschinenebene umzusetzen, ohne den Fertigungsprozess zu beeinflussen. Zur experimentellen Untersuchung dieser Speicher wurde ein Demonstrator aufgebaut an dem ein parallel entwickelter "digitaler Zwilling" validiert wurde.
 
Within the framework of the BMWi-funded project "Phi-Factory" at the Institute for Production Management, Technology and Machine Tools (PTW) of the Technical University of Darmstadt, technical potentials for the energetic flexibilization of production plants and industrial processes were investigated in view of the increasing share of renewable energy sources. In the field of cooling of machine tools, the use of innovative phase-change material storage systems offers the possibility of implementing energy flexibility at machine level without influencing the production process. For the experimental investigation of these storages, a demonstrator was built on which a parallel developed "digital twin" was validated.