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Bearbeitung mit größter Präzision: Die Chemnitzer Wissenschaftler nutzen unter anderem das elektrochemische Abtragen mit geschlossenem Freistrahl, um Grabenstrukturen in Metalle zu bringen. Dabei untersuchen sie den Einfluss der Bearbeitungszeit auf die Geometrien sowie der Bearbeitungsgeschwindigkeit auf die Grabenstrukturen. Die Gräben sind zwischen 170 bis 250 Mikrometer breit und zehn bis 130 Mikrometer tief. Ein Mikrometer ist das Tausendstel eines Millimeters. Foto: Professur Mikrofertigungstechnik -
Harte Materialien ohne Werkzeugverschleiß bearbeiten - mit ECM ist das möglich. Bei der Variante PECM wird eine Formelektrode genutzt, deren Negativ sich dann im Werkstück abbildet. Foto: Professur Mikrofertigungstechnik -
Als Testgeometrien kommen beispielsweise diese "Stadion"-Strukturen zum Einsatz. Durch Messung der Form und des Volumens lassen sich detaillierte Rückschlüsse auf Prozessstabilität und Effizienz der gewählten Parameter ziehen. Foto: Professur Mikrofertigungstechnik -
Zehn Universitäten und Unternehmen kooperieren: Die beteiligten Partner trafen sich Ende Oktober 2012 zum Kick-off-Meeting in Leuven (Belgien). Vertreter der TU Chemnitz waren Dr. Henning Zeidler (4.v.r.) und Dr. Matthias Hackert-Oschätzchen (6.v.r.). Foto: KU Leuven/Stijn Clijsters
Massenproduktion für hochpräzise Mikro-Bauteile
Professur Mikrofertigungstechnik der TU Chemnitz arbeitet an Projekt zur Produktion von Mikrospritzgussteilen von der Konstruktion über die Fertigung bis zur Qualitätskontrolle
Ob Medizintechnik, Mikrooptik oder Telekommunikation - viele Branchen brauchen immer kleinere Bauteile mit integrierten Funktionen, um ihre Entwicklung voranzutreiben. Um weltweit wettbewerbsfähig zu bleiben, benötigen europäische Unternehmen neue Fertigungstechniken für hochpräzise Bauteile mit Strukturen in Mikrometergröße, die auch eine Massenproduktion ermöglichen. Zehn Universitäten und Unternehmen aus Deutschland, Belgien, Dänemark, Großbritannien und den Niederlanden arbeiten seit Oktober 2012 gemeinsam im Projekt HI-MICRO. Sie wollen eine Wertschöpfungskette realisieren, die von der Konstruktion über die Fertigung bis zur Qualitätskontrolle von komplexen Mikrospritzgussteilen führt. "Einen signifikanten Durchbruch wollen wir hinsichtlich Zuverlässigkeit und Effizienz in der Massenproduktion erreichen", sagt Prof. Dr. Andreas Schubert, Inhaber der Professur Mikrofertigungstechnik der Technischen Universität Chemnitz, die an dem Projekt beteiligt ist. Die Europäische Union fördert das Projekt für drei Jahre mit 3,5 Millionen Euro; koordiniert wird es von der Katholieke Universiteit Leuven.
Inzwischen können die Forscher erste Ergebnisse vorweisen. Schwerpunkte der Professur Mikrofertigungstechnik sind zwei Verfahren zur Herstellung von präzisen Mikrobauteilen: das elektrochemische Abtragen mit geschlossenem Freistrahl (Jet-ECM) und das präzise elektrochemische Senken (PECM). "Unsere ersten Ergebnisse sind in der Bearbeitbarkeit neuartiger Materialien zu sehen. Konkret in der Möglichkeit, per Lasersintern gefertigte Metallteile hochpräzise und kraftfrei mit ECM und Jet-ECM endzubearbeiten", sagt Dr. Henning Zeidler, der das Projekt an der Professur leitet, und erklärt: "Der Prozess muss für diese Werkstoffe aufgrund ihrer Zusammensetzung speziell angepasst werden, was wir erstmalig umgesetzt haben." Die dabei entstandenen Bauteile dienen später als Formeinsätze und damit als Basis für die komplexen Mikrospritzgussteile, die im Gesamtprojekt entstehen sollen.
"Die Aktivitäten der Projektpartner sind über die gesamte Wertschöpfungskette der Produktion verteilt - ausgehend von der Konstruktion der mehrkomponentigen Spritzgussteile und der Formeinsätze, über die Herstellung und anschließende Präzisionsbearbeitung der Werkzeugeinsätze, den Mikrospritzguss-Prozessen bis zur Ausrüstung der Produktionsanlagen und der Qualitätskontrolle im gesamten Produktionszyklus. Durch den ganzheitlichen Ansatz und die Einbindung führender Forschungs- und Industriepartner können die Möglichkeiten zur Herstellung solch komplexer Mikroteile deutlich erweitert werden", verdeutlicht Zeidler. So wird neben der Entwicklung hochauflösender Mikro-Computertomographie und digitaler Holographie beispielsweise auch die an der Professur Mikrofertigungstechnik vorhandene Messtechnik verwendet, um die entstandenen Mikrobauteile zu vermessen. Dies dient der Qualitätskontrolle am Ende der Wertschöpfungskette.
Weitere Informationen zum Projekt "HI-MICRO" gibt es auf der englischsprachigen Internetseite: http://www.hi-micro.eu
Kontakt: Dr. Henning Zeidler, Telefon 0371 531-35533, E-Mail henning.zeidler@mb.tu-chemnitz.de
Katharina Thehos
04.03.2013
