Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl
AU Engineering Institut for Mekanik og Produktion

Forskningsprojekt løser gordisk knude inden for fræseværktøjer

I de fleste fremstillingsprocesser formes komponenter ved at fræse spåner fra materialeoverfladen. Nu har forskere fra Aarhus Universitet eksperimenteret sig frem til den perfekte fræseproces.

"Vi har udviklet en analytisk model, der kan forudsige mekanismen for spåndannelse for næsten alle materialer," siger lektor Ramin Aghababaei (foto). Foto: Lars Kruse, AU Foto.
"Vi har udviklet en analytisk model, der kan forudsige mekanismen for spåndannelse for næsten alle materialer," siger lektor Ramin Aghababaei (foto). Foto: Lars Kruse, AU Foto.

I fremstillingsprocessen former man komponenter ved i bund og grund at fjerne spåner fra et bulkmateriale. Men størrelsen og formen af de fjernede spåner har stor betydning for slid på værktøjer og beskadigelse af materialet, og det koster fremstillingsindustrien milliarder hvert år.

Man har længe været i tvivl om, præcist hvilke faktorer der spiller ind på spåndannelsen, og fremskridt i fræse-effektivitet har derfor været trinvis og baseret på en trial-and-error-tilgang.

Det er ønskværdigt med et perfekt snit hver gang, for det kan spare industrien mange penge, og derfor har forskere fra Aarhus Universitet nu modelleret og eksperimenteret sig frem til en løsning på den perfekte skæreproces, der minimerer værktøjsslid og optimerer overfladefinish.

"Vi har udviklet en simpel analytisk model, der kan forudsige mekanismen for spåndannelse for næsten alle materialer. Modellen afslører eksistensen af en kritisk skæredybde som en funktion af materialeegenskaber, værktøjsgeometri og driftsforhold," siger lektor Ramin Aghababaei, der leder forskningen på Aarhus Universitet.

Forskningen er publiceret i det videnskabelige tidsskrift Physical Review Letters og er en del af forskningsprojektet Cutting Edge.

Ramin Aghababaei fortsætter:

"Ved at teste på forskellige plastmaterialer har vi fundet en kritisk skæredybde, under hvilken vi kan fjerne lange spåner på en jævn og gradvis måde, og over hvilken korte og uregelmæssigt formede spåner pludselig dannes.”

Lektoren påpeger, at afvigelse fra denne kritiske skæredybde har stor betydning for eksempelvis slitage på de anvendte værktøjer, energiforbruget og for finishen af det endelige produkt.

”Dette forskningsgennembrud er et resultat af vores ambitiøse og professionelle projektpartnere, og præstationen kunne ikke opnås uden deres individuelle bidrag. Teamet udvikler videre på modellen, men den kan bruges af industrien allerede nu til at designe optimale skæreværktøjer," siger han.

Forskningen er en del af Grand Solutions-projektet Cutting-Edge, der har til formål at forbedre ydeevnen af skærende værktøjer til bearbejdning i rustfrit stål. Projektet er støttet af Innovationsfonden med syv mio. kr.

“Projektet er et samarbejde mellem Aarhus Universitet, Teknologisk Institut, Danish Advanced Manufacturing Research Center (DAMRC), V. Bech Tool Manufacturing A/S og de tre danske producenter, TripleCut A/S, NSM A/S og KAMF A/S.


Kontakt

Lektor Ramin Aghababaei
Aarhus Universitet, Institut for Mekanik og Produktion
Mail: ra@mpe.au.dk
Tlf.: +4593508956