„NCplus – Prozess- und wertschöpfungsorientiert gesteuerte Werkzeugmaschine“

Das übergeordnete Ziel des Forschungsprojektes NCplus war die Entwicklung und prototypische Realisierung von Technologien, die einen prozess- und wertschöpfungsorientierten Betrieb spanender Werkzeugmaschinen ermöglichen. Das Projekt wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert und in Zusammenarbeit mit namhaften Partnern aus der Industrie durchgeführt.

perpendo ist es im Zuge einer Prozess- und Energieflussanalyse gelungen, durch umfangreiche Messsequenzen detailliertes Wissen über die Energieflüsse in den beiden untersuchten Werkzeugmaschinen zu erlangen. Hierbei lag ein besonderes Augenmerk auf der Aufteilung der eingebrachten Energie auf die verschiedenen Baugruppen und Komponenten.

Bild Werkzeugmaschine DMC 80 H

Werkzeugmaschine DMC 80 H


Mithilfe der Analysen konnten detaillierte Aussagen über den Verbleib der eingebrachten Energie (Wertschöpfung, Dissipation, Abwärme etc.) ermöglicht werden. Aus den Erkenntnissen konnten zudem Verbesserungsansätze zur Steigerung der Energieeffizienz identifiziert sowie signifikante Einsparpotenziale aufgedeckt und quantifiziert werden. Die im Rahmen der Energieflussanalyse gewonnenen Erkenntnisse dienten den Projektpartnern in weiteren Arbeitspaketen als Datenfundament für die prototypische Realisierung effizienterer Komponenten.

Neben den Spindel- und Achsantrieben standen insbesondere das Kühlsystem sowie die Hydraulik- und Kühlschmierstoff-Versorgung im Fokus der Betrachtungen. Der abschließenden Messung der Energieströme in der Prototypmaschine kann entnommen werden, dass der Energiebedarf bei einem typischen industriellen Bearbeitungsprozess durch die Verbesserungsmaßnahmen um ca. 35 % gesenkt werden kann. Vor allem die Leistungsaufnahme des Kühlsystems wurde signifikant reduziert. Dazu wurde die bisher verwendete Kompressionskältemaschine durch einen Lüfterkühler (Freikühlung) ersetzt, wodurch eine Energieeinsparung von zwei Dritteln bezogen auf das Kühlsystem erreicht wurde.

Vergleich der Energieaufnahme: Referenzmaschine vs. Prototypmaschine


 

"Dieses Forschungs- und Entwicklungs- Projekt wird / wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmenkonzept „Forschung für die Produktion von morgen“ (Förderkennzeichen: 02PO 2250 ff) gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut. Die Verant- wortung für den Inhalt dieser Veröffent- lichung liegt beim Autor."


Betreut vom PTKA Projektträger Karlsruhe. Karlsruher Institut für Technologie
Gefödert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung


 
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