Neues Gerät ermöglicht bessere Erforschung von Zerspanungen für effektivere Anwendungen in der Produktionstechnik

Gewinn für Forschung und Lehre: Professur Mikrofertigungstechnik der TU Chemnitz nimmt neue Koordinatenmess-Maschine in Betrieb – Analyse von Zerspanungs-Werkzeugen für die effizientere Bearbeitung von hochfesten Werkstoffen sowie mikromechanischen Bauteilen.

Die Herstellung einer Vielzahl von Bauteilen erfolgt unter Nutzung sogenannter spanender Verfahren. Dazu gehören zum Beispiel das Bohren, Drehen oder Fräsen. Die Anwendungen reichen von mikromechanischen Systemen, wie sie unter anderem in hochwertigen Armbanduhren verwendet werden, über Komponenten des Fahrzeug- und Maschinenbaus bis hin zu Großteilen für die Erzeugung von Windenergie.

Um neue Anwendungen bei spanenden Verfahren zu erforschen, konnte im Rahmen einer Projektförderung der Sächsischen Aufbaubank (SAB) eine optische Koordinatenmessmaschine beschafft und in Betrieb genommen werden. Dieses Gerät ist speziell auf die Analyse von Zerspanungswerkzeugen zugeschnitten: Die Fertigung wesentlicher Gestell-Baugruppen aus Granit sowie die Glasmaßstäbe in den Linearachsen tragen maßgeblich zur benötigten Messgenauigkeit bei, so Dr. Andreas Nestler, Gruppenleiter für spanende Verfahren an der Professur Mikrofertigungstechnik (Leitung: Prof. Dr. Andreas Schubert) der Technischen Universität Chemnitz. Die motorisierte Dreh- und Schwenkeinheit ermöglicht in Verbindung mit dem Messprinzip der Fokusvariation und damit vergleichsweise großen Arbeitsabständen auch die vollflächige Erfassung komplexer Geometrien. Dies erleichtert das Einrichten der Messungen sowie das Auswerten der Schneidkanten-Geometrie erheblich, so Michael Leibnitz, Messtechniker an der Professur Mikrofertigungstechnik. Weitere Anwendungen sind die Analyse der Oberflächenfeingestalt, die Ermittlung von Maß-, Form- und Lageabweichungen sowie die Bestimmung der Geometrie von Mikrostrukturen.

Gerät ermöglicht neue Anwendungen in Forschung und Lehre

Im Zusammenhang mit der qualitätsgerechten Fertigung von Funktionsflächen unter wirtschaftlichen Bedingungen kommt, neben dem Werkzeugwerkstoff, der Geometrie der Schneidkante eine herausragende Bedeutung zu. Diese kann scharf, gefast oder gerundet, aber auch komplexer gestaltet sein und beispielsweise eine Wasserfall- oder Trompetenform aufweisen. „Die Potenziale einer gezielten Schneidkanten-Modifikation sind speziell bei der Bearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe noch lange nicht ausgeschöpft. Die Herstellung von Bauteilen aus Leichtbauwerkstoffen wie faserverstärkten Kunststoffen, Aluminiummatrix-Verbundwerkstoffen oder Titan-Legierungen, erfordert aufgrund der spezifischen mechanischen und thermischen Eigenschaften prozessangepasste Schneidkanten der Zerspanungswerkzeuge. Eine Kernkompetenz der Professur liegt daher in der gezielten anwendungsgerechten Auslegung sowie der Erforschung von Technologien zur Modifikation von Schneidkanten, wofür das Schleifen, das Laserstrahlabtragen und die plasmaelektrolytische Behandlung zum Einsatz kommen. Diese Forschungs- und Entwicklungsarbeiten erfordern eine hochpräzise geometrische Bewertung der Schneidkanten mit einer Genauigkeit bis in den Submikrometerbereich.

Von der neuen Technik profitieren somit eine Reihe von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern sowie Forschungsprojekte an der TU Chemnitz. Darüber hinaus kommt das Messgerät auch den Studierenden – insbesondere in den technischen Studiengängen – zu Gute. Diese können die Maschine im Rahmen von Praktika sowie für die Bearbeitung wissenschaftlicher Aufgabenstellungen nutzen.

Förderhinweis: Diese Maßnahme wird mitfinanziert mit Steuermitteln auf Grundlage des vom Sächsischen Landtag beschlossenen Haushaltes.

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