Measuring inner topographies on machine tools by ultrasound

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Ziel des Vorhabens sind Grundlagenarbeiten und davon abgeleitet die Entwicklung eines Messmoduls für die online Erfassung und Digitalisierung innerer Freiformflächen bei hohlen Werkstücken auf Werkzeugmaschinen. Die Kenntnis der inneren Topographie von Hohlteilen ermöglicht die Erzeugung von individuellen NC-Bearbeitungsprogrammen zur Anpassung der äußeren Kontur an den gemessenen Konturverlauf im Inneren. Damit kann eine Gewichtsoptimierung der Wandstärke erfolgen, insbesondere durch die Verringerung von Sicherheitszuschlägen. Dies läßt besonders im Bereich der Luft- und Raumfahrt drastische Einsparungen der Betriebskosten erwarten. Das Messmodul soll durch die Integration einer Ultraschallmesseinrichtung in eine Werkzeugmaschine realisiert werden. Um die Ultraschallechos berührungslos zu übertragen, ist der Einsatz eines Fluidfreistrahls beabsichtigt. Durch die Anwendung der Oberflächen- und Rückwandechos kann neben der Oberflächenlage (L) gleichzeitig die Wanddicke (D) bestimmt werden. Die Nutzung von Wiederholungsechos verringert dabei die Messabweichung. Während in den ersten beiden Jahren Untersuchungen zur prinzipiellen Eignung des Verfahrens angestellt werden sollen, sollen im zweiten Antragszeitraum die Verfahren für den Einsatz im Fertigungsumfeld optimiert und auf einer Dreh- und einer 5-Achs-Fräsmaschine implementiert werden.