Holz ist ein vielseitiger und nachhaltiger Werkstoff, der in verschiedenen Sektoren wie dem Baugewerbe, der Möbelherstellung und dem Innenausbau verwendet wird. Für eine effiziente Bearbeitung heutigen Nachfrage nach kundenindividuellen Bauteilen ist es erforderlich, dass die Maschinen und Systeme flexibel an die Variantenvielfalt der Werkstücke bei oftmals kleinen Losgrößen anpassbar sind. Neben den hohen Anforderungen durch zahlreiche individuelle Kundenwünsche besteht in der spanenden Bearbeitung von Holz- und Verbundwerkstoffen eine zweite Problemstellung in Form von hohen Span- und Staubemissionen. Die Späne und der Staub beeinträchtigen insbesondere das notwendige Bedienpersonal gesundheitlich. Daher müssen die entstehenden Stäube und Späne in den Maschinen effektiv erfasst und entfernt werden.
Die aktuell in Betrieben eingesetzten Absaughauben sind nicht flexibel und kurzfristig an die schnell wechselnden Werkzeug- und Werkstückgeometrien sowie Fertigungsprozesse anpassbar. Daher erfolgt die Einrichtung eines Fertigungsprozesses auf einer stationären Holzbearbeitungsmaschine meistens ohne eine Neuausrichtung der Absaughaube. Dadurch ist die geometrische Form der Absaughaube grundsätzlich nicht passend zum Werkstück gestaltet oder orientiert, wodurch es zu einer ungenügenden Spanerfassung kommt. Als Ausgleichmaßnahme wird oftmals versucht, mit sehr hohen Absaugvolumenströmen und Absaugleistungen die Spanerfassung wieder zu verbessern. Trotz dieses energieintensiven Vorgehens wird eine ausreichende Spanerfassung nur selten erreicht und kostspielige, nachträgliche Reinigung bleibt erforderlich.
Zur Abhilfe dieser technischen und wirtschaftlichen Probleme wurden in diesem Kooperations-Forschungsprojekt neue Absaughaubenkonzepte entwickelt und getestet. In einem vorherigen Projekt konnten bereits Verbesserungen in der Absaugtechnik durch die Entwicklung neuer passiver und aktiver Erfassungssysteme erreicht werden. Im aktuellen Projekt soll nun ein System mit Prallplatten und aktiver Lufteinströmung konzipiert und untersucht werden, um den Spanerfassungsgrad weiter zu erhöhen.
Ziel des Projekts ist es, auf Basis der bisherigen Expertise der beiden Forschungseinrichtungen ein adaptives Absaughaubensystem mit aktiv an die Werkstückgeometrie anstellbaren Prallplattensegmenten zu entwerfen, welches die Vorteile der bisherigen Konzepte vereint und weiterentwickelt. Zusätzlich soll der gezielte Einsatz von Druckluft als Maßnahme zur Erfassung der Späne untersucht werden. Auf diese Weise sollen für alle relevanten 3- Achs-Bearbeitungsverfahren (Nuten, Nesting, Besäumen, Falzen) saubere Werkstücke (vor allem Nuten) und Spanerfassungsgrade von nahezu 100 % erreicht werden. Zeitintensive Nacharbeit und gesundheitliche Risiken für das Bedienpersonal entfallen somit. Gleichzeitig wird eine Reduktion von Strömungsverlusten im Absaughaubensystem (auch ganzheitlich: bis zum Anschlussstutzen der Maschine) und damit eine Reduktion der erforderlichen Absaugleistungen angestrebt. Die Reduzierung dieser Energiekosten sowie der Kosten für Nacharbeit sollen ein wirtschaftliches Gesamtkonzept ergeben, das den Anschaffungspreis binnen kurzer Zeit amortisiert und somit einen erheblichen Mehrwert insbesondere für KMU darstellt. Eine hohe Verschleißbeständigkeit der Prallplattensegmente gegenüber dem Spänestrahl soll den Unternehmen eine dauerhafte Einsatzbereitschaft des Absaughaubensystems gewährleisten.
Innerhalb des Forschungsvorhabens sollen außerdem erste Lösungsansätze entwickelt werden, um das geplante Absaughaubensystem in bestehenden Bearbeitungszentren einsetzen zu können. Hierfür soll unter anderem ein
automatisiertes Einwechseln des Absaughaubensystems (zusammen mit dem Werkzeug) über die HSK-Aufnahme beziehungsweise ein automatisiertes Ablegen und Aufnehmen des Absaughaubensystems unabhängig vom
Werkzeug (nach dem Vorbild existierender Wechselsysteme für Endeffektoren) konzipiert werden.