Der Begriff High Speed Cutting (HSC) kommt aus der englischen Sprache und bedeutet Hochgeschwindigkeitsbearbeitung. Als Faustformel für die HSC-Bearbeitung gilt heute eine um 5- bis 10-fach gegenüber der konventionellen Bearbeitung gesteigerte werkstoffabhängige Schnittgeschwindigkeit bei ähnlichen Vorschüben pro Zahn. Dadurch ergeben sich sehr hohe Drehfrequenzen der Hauptspindel und hohe Vorschubgeschwindigkeiten. Ein weiteres Kennzeichen der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung ist die erzielbare Produktivität, welche im Vergleich zur konventionellen Bearbeitung deutlich höher liegt [Sch-96, S. 1]. „Die Ursprünge der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung reichen zurück in das Jahr 1931, in welchem Salomon das deutsche Patent Nr. 523594 zur Bearbeitung mit hohen Schnittgeschwindigkeiten anmeldete. Erst mit der industriellen Einsatzreife der Schlüsselbaugruppe der Hochfrequenzspindel zu Beginn der 90er Jahre des vergangenen Jahrtausends standen die entsprechenden Maschinen für die Praxis zur Verfügung. Ausgangspunkt des Einsatzes war die technologisch günstige Zerspanung von Leichtmetallen in der Flugzeugindustrie. Aufgrund des erheblichen Potentials wurden allerdings sehr schnell auch weitere Industriezweige mit einem großen Anteil zerspanender Wertschöpfung wie der Werkzeug- und Formenbau für den HSC-Einsatz erschlossen. Das Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW) der Technischen Universität Darmstadt begann bereits 1979 mit seinen Forschungen auf diesem Gebiet und verfügt heute durch kontinuierliche Forschungstätigkeiten über ein umfangreiches Grundlagen- und Anwendungswissen. Bei den Forschungsarbeiten des PTW wurde großer Wert auf die ganzheitliche Betrachtung der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung gelegt, wodurch zusätzliche Vorteile dieses Verfahrens erkannt wurden. Neben der Erhöhung des Zeitspanvolumens haben die Untersuchungen gezeigt, dass sich mit zunehmender Schnittgeschwindigkeit nicht nur die Zerspanungskräfte reduzieren lassen, sondern auch die Prozesswärme mit dem Span abgeführt wird, die Oberflächenqualität erhöht wird und die Bearbeitung im schwingungsunkritischen Bereich erfolgen kann. [...]
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Definition High Speed Cutting
1.2 Geschichtliche Entwicklung HSC
1.3 HSC-Technologie
1.3.1 Das Wirkprinzip der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung
1.3.2 Spezifische Eigenschaften
1.3.3 Schnittgeschwindigkeit, Schneidstoff und Beschichtung
1.3.4 Vorschubgeschwindigkeit, Spanquerschnitt und Zustellung
1.3.5 Kühlschmiermitteleinsatz und Trockenbearbeitung
1.3.6 Werkzeuggeometrie, Werkstücktopologie und Bearbeitungsstrategie
1.3.7 Oberflächenqualität
1.4 Marktstudie
1.5 Ziel der Arbeit
2 Vergleich zwischen HSC und HPC
2.1 High Speed Cutting (HSC)
2.1.1 Definitionen aus der Praxis
2.1.2 Einsatzgebiete
2.1.3 Schnittgeschwindigkeit, Vorschub und Zeitspanvolumen
2.1.4 Werkzeuge und Schnittdaten
2.1.5 Praxisbeispiele
2.2 High Performance Cutting (HPC)
2.2.1 Begriffsbestimmung und Einsatzgebiete
2.2.2 Leistung und Drehmoment
2.2.3 Praxisbeispiel
2.3 Zusammenfassung
2.4 Maschinen in der Praxis
2.4.1 Darstellung einer HSC-Maschine
2.4.2 Darstellung einer HPC-Maschine
3 Definition von Ausschlusskriterien
4 Unterscheidungskriterien bei HSC-Maschinen
4.1 Aufbau einer Werkzeugmaschine
4.1.1 Gestell
4.1.2 Antrieb
4.1.3 Führung
4.1.3.1 Hydrodynamische Gleitführungen
4.1.3.2 Hydro- und aerostatische Gleitführungen
4.1.3.3 Wälzführungen
4.1.4 Schnittstellen für Werkzeuge und Spannmittel
4.1.5 Steuerung
4.1.6 Positionsmeßsysteme
4.1.7 Features
4.2 Unterscheidungskriterien
5 Ermittlung von HSC-Maschinenherstellern
5.1 Datenerhebung
5.1.1 Fachmesse EuroMold 2003
5.1.2 Fachbücher und -zeitschriften
5.1.3 Recherche im World Wide Web
6 Ergebnisse der Marktanalyse
6.1 Allgemeines
6.2 Technische Aspekte
6.3 Überblick über Marktangebot
6.3.1 Hermle C 500 V
6.3.2 Starrag-Heckert Kinematic SKM
6.3.3 Fidia K 199
6.3.4 Heyligenstaedt HEYNUMILL ecoflex 2000
6.3.5 Handtmann Baureihe UBZ NT
6.4 Definition von Leistungsklassen
7 Befragung der Anwender
7.1 Grundformen der Befragung
7.2 Methodische Probleme der schriftlichen Befragung
7.2.1 Das Repräsentanzproblem
7.2.1.1 Das Rücklaufproblem
7.2.1.2 Das Identitätsproblem
7.2.2 Das Kommunikationsproblem
7.2.2.1 Das Problem der formalen Gestaltung des Fragebogens
7.2.2.2 Das Problem der Steuerung des Befragungsprozesses
7.3 Die formale Gestaltung des Fragebogens
7.3.1 Umfang des Fragebogens
7.3.2 Aufbau des Fragebogens
7.3.3 Formulierung der Fragen
7.3.4 Fragetypen und Antwortmöglichkeiten
7.4 Der Fragebogen
7.4.1 Zielgruppe und Durchführung
7.4.2 Konzeption und Fragenauswahl
7.5 Ergebnisse der Befragung
7.5.1 Allgemeines
7.5.2 Technische Aspekte
7.5.3 Betriebswirtschaftliche Aspekte
8 Datenbank
8.1 Allgemeines über Datenbanken
8.1.1 Definition Datenbank
8.1.2 Erstellung einer Datenbank
8.2 HSC-Maschinen-Datenbank
8.2.1 Anforderungen an Datenbank
8.2.2 Umsetzung
8.2.3 Ausblick Datenbank
9 Zusammenfassung und Ausblick
Zielsetzung und thematische Schwerpunkte
Ziel dieser Arbeit ist die Durchführung einer fundierten Marktstudie europäischer Hersteller von HSC-Maschinen. Basierend auf einer theoretischen Definition von High Speed Cutting (HSC) und High Performance Cutting (HPC) werden Ausschlusskriterien für die Identifikation relevanter Maschinen entwickelt, um anschließend das europäische Marktangebot zu analysieren und mittels einer Anwenderbefragung Anforderungsprofile sowie Problemstellungen bei der Nutzung zu ermitteln.
- Definition und Abgrenzung der HSC- und HPC-Technologien
- Entwicklung technischer Ausschlusskriterien für Maschinenkonfigurationen
- Marktanalyse europäischer HSC-Maschinenhersteller
- Empirische Untersuchung von Anwenderanforderungen durch Fragebögen
- Dokumentation der Ergebnisse in einer strukturierten Datenbank
Auszug aus dem Buch
1.1 Definition High Speed Cutting
Der Begriff High Speed Cutting (HSC) kommt aus der englischen Sprache und bedeutet Hochgeschwindigkeitsbearbeitung. Als Faustformel für die HSC-Bearbeitung gilt heute eine um 5- bis 10-fach gegenüber der konventionellen Bearbeitung gesteigerte werkstoffabhängige Schnittgeschwindigkeit bei ähnlichen Vorschüben pro Zahn. Dadurch ergeben sich sehr hohe Drehfrequenzen der Hauptspindel und hohe Vorschubgeschwindigkeiten. Ein weiteres Kennzeichen der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung ist die erzielbare Produktivität, welche im Vergleich zur konventionellen Bearbeitung deutlich höher liegt [Sch-96, S. 1].
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Vermittelt die theoretischen Grundlagen des High Speed Cuttings, seine geschichtliche Entwicklung und die Relevanz der Marktforschung für Investitionsgüter.
2 Vergleich zwischen HSC und HPC: Analysiert die Unterschiede und Gemeinsamkeiten zwischen High Speed Cutting und High Performance Cutting anhand von praxisnahen Beispielen und Kennzahlen.
3 Definition von Ausschlusskriterien: Leitet konkrete technische Grenzwerte aus den Leistungsanforderungen ab, um HSC-Maschinen eindeutig zu klassifizieren.
4 Unterscheidungskriterien bei HSC-Maschinen: Erläutert den prinzipiellen Aufbau einer Werkzeugmaschine und definiert technische Parameter zur Differenzierung verschiedener Modelle.
5 Ermittlung von HSC-Maschinenherstellern: Beschreibt die Methodik der Datenerhebung durch Fachmessen, Fachliteratur und Web-Recherche.
6 Ergebnisse der Marktanalyse: Präsentiert einen Überblick über das europäische Marktangebot, inklusive detaillierter technischer Daten ausgewählter Maschinen.
7 Befragung der Anwender: Dokumentiert die methodische Vorgehensweise und die Ergebnisse der Befragung hinsichtlich technischer und betriebswirtschaftlicher Anforderungen.
8 Datenbank: Beschreibt die Konzeption und technische Umsetzung einer Microsoft Access Datenbank zur Archivierung und Auswertung der erfassten HSC-Maschinendaten.
9 Zusammenfassung und Ausblick: Fasst die zentralen Ergebnisse der Studie zusammen und bietet einen Ausblick auf mögliche weiterführende Untersuchungen.
Schlüsselwörter
HSC, High Speed Cutting, HPC, High Performance Cutting, Marktstudie, Werkzeugmaschinen, Zerspanung, Spindel, Marktforschung, Anwenderbefragung, Datenbank, Automatisierung, Schnittgeschwindigkeit, Fertigungstechnik, Maschinenbau
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Diplomarbeit?
Diese Arbeit befasst sich mit einer Marktstudie europäischer HSC-Maschinenhersteller, um das derzeitige Angebot sowie die Anforderungen der Anwender systematisch zu erfassen.
Welche Themenfelder werden behandelt?
Die Arbeit deckt die Definition von HSC und HPC, die technische Klassifizierung von Maschinen, die Marktanalyse von Herstellern und eine empirische Erhebung der Kundenbedürfnisse ab.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Ziel ist es, ein klares Verständnis des Marktes zu schaffen, Ausschlusskriterien für HSC-Maschinen zu definieren und diese Ergebnisse in einer Anwender-orientierten Datenbank nutzbar zu machen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit kombiniert eine theoretische Literaturanalyse mit einer empirischen Primärerhebung (schriftliche Befragung) und einer methodischen Datenbanksystem-Konstruktion.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in den technischen Vergleich von HSC und HPC, die Herleitung von Ausschlusskriterien, die eigentliche Marktanalyse und die Auswertung der Anwenderbefragung.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind HSC, HPC, Werkzeugmaschinenbau, Zerspanung, Marktanalyse, Anwenderbefragung und Datenbankentwicklung.
Warum spielt die Spindel eine zentrale Rolle bei der Einstufung einer Maschine als HSC-fähig?
Die Motorspindel ist die Schlüsselkomponente für das Erreichen der notwendigen hohen Drehzahlen und Leistungen, welche für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung definiert wurden.
Welche Rolle spielt die Datenbank am Ende der Arbeit?
Die Datenbank dient dazu, die im Rahmen der Marktanalyse gesammelten technischen Daten strukturiert zu verwalten und Anwendern eine effiziente Suche nach spezifischen Maschineneigenschaften zu ermöglichen.
- Quote paper
- Oliver Zimprich (Author), 2005, Marktstudie: High Speed Cutting (HSC) in Europa, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/35391
