Flüssigkeit beschleunigt das Spannen von Werkstücken

Forscher der Universität des Saarlandes haben ein Verfahren entwickelt, bei dem man Werkstücke teilweise in eine eisenhaltige Flüssigkeit legt. Wird diese einem Magnetfeld ausgesetzt, erstarrt sie und umschließt das Werkstück ganz fest Bild: Bellhäuser – das Bilderwerk

Empfindliche Werkstücke können schon beschädigt werden, wenn man sie in einen Schraubstock spannt. Forscher der Universität des Saarlandes haben ein Verfahren entwickelt, bei dem man sie teilweise in eine eisenhaltige Flüssigkeit legt. Wird diese einem Magnetfeld ausgesetzt, erstarrt sie in Bruchteilen einer Sekunde und umschließt das Werkstück ganz fest. So lässt sich das Werkstück präzise bearbeiten und ist auch vor Erschütterungen geschützt.

Ein Knopfdruck genügt, und die ölig erscheinende Flüssigkeit wird plötzlich zäh wie fester Honig. Nur wenige Millisekunden später blickt man auf eine Substanz, die in ihrer Struktur ausgetrocknetem Lehm ähnelt. Der beschriebene Effekt zeichnet die magnetorheologischen Flüssigkeiten aus – meist Silikon- oder Mineralöle, in denen winzige Eisenteilchen gleichmäßig verteilt werden. Stellt man diese Flüssigkeiten in ein Magnetfeld, richten sich die darin enthaltenen Eisenteilchen blitzschnell nach den Polen aus.

„Dieser Effekt ist schon seit mehr als 50 Jahren bekannt", erläutert Hartmut Janocha, Professor für Prozessautomatisierung der Universität des Saarlandes. „Um ihn aber für das Spannen von Werkstoffen auch industriell zu nutzen, mussten noch viele offene Fragen geklärt werden." Janochas Team forscht jetzt daran, wie diese Substanzen zum Fixieren von Werkstücken, aber auch für andere Anwendungen genutzt werden können. Dabei wird zum Beispiel untersucht, wie man den Magnetkreis für die jeweilige Anwendung optimal gestalten kann.

Im Rahmen des von der EU geförderten Verbundprojekts Maffix, an dem neben der Universität des Saarlandes auch das Fraunhofer-Institut für Silicatforschung in Würzburg sowie Firmen aus Spanien, Deutschland, Italien und Rumänien beteiligt waren, konnte das neue Verfahren bereits in der Flugzeugindustrie getestet werden. Dort müssen ti- tanhaltige Metallträger, die den Rumpf eines Flugzeugs st abilisieren, vor der Bearbeitung aufwändig eingespannt werden. Titan hat nämlich die Eigenschaft, dass es leicht in seine Urform zurückspringt (Memory-Effekt) und dass die kleinste, ungewollte Verformung nicht mehr zu korrigieren ist.

„Durch unser neues Spannsystem, in dem die Träger ohne zusätzliche Spannelemente in die Flüssigkeit gelegt werden, konnten die Arbeitsabläufe enorm beschleunigt werden", berichtet Janocha. „Für das Spannen benötigt man jetzt nur noch die halbe Zeit." Damit werde der Herstellungsprozess, bei dem die Fixierung der Werkstoffe schon fast die Hälfte der gesamten Arbeitszeit in Anspruch nimmt, enorm verbessert. „Die Werkstoffe könnten zudem viel schonender bearbeitet werden, da sie beim Fräsen und Schleifen vor Erschütterung geschützt sind."

Lehrstuhl für Prozessautomatisierung (LPA), Universität des Saarlandes www.lpa.uni-saarland.de

Maffix-Projekt http://maffix.fatronik.com