Options
2007
Report
Titel
Entwicklung und Aufbau einer Miniatur-Bearbeitungsmaschine. Abschlussbericht
Titel Supplements
Förderkennzeichen AiF 13868
Abstract
Entwickelt wurde eine extrem kompakte Fräsmaschine für die Mikro- und Feinstfräsbearbeitung die für den Einsatz zur Fertigung von Prototypen und Kleinserien geeignet ist. Die Maschine verfügt bei einer Gesamtaufstellfläche von 1 m2 über einen Verfahrbereich von 200 x 200 x 120 mm3. Die maximale Beschleunigung beträgt mehr als 15 m/s2. Durch den konsequenten Einsatz von hochgenauen Standardkomponenten, die eine weitere Miniaturisierung verhinderten, konnte auch bei geringen Materialkosten eine höchst präzise und den Stand der Technik übertreffende Maschine realisiert werden. Trotz des Einsatzes von Wälzlagerungen in allen Achsen verfügt die Maschine mit einer gemessenen Geradheit unter 1 Mikrometer, bei einem Verfahrweg von 200 mm über eine sehr hohe Präzision. Die hohe Steifigkeit der Maschinenkomponenten, wie dem Kreuztisch und der Lagerung, ermöglichen auch bei hohen Prozesskräften bis zu 200 N hohe Präzision am Bauteil. Mit diesen hohen Steifigkeitswerten wird die Präzision der Maschine auch bei sehr großer Beschleunigung gewährleistet. Die Maschine ist modular aufgebaut. Ein ultrapräzises Granitbett dient zur Aufnahme der durch insgesamt vier Linearmotoren angetrieben Schlittensysteme. Der modulare Aufbau ermöglicht neben einer einfachen Montage und der guten Justagemöglichkeiten vor allem die Option, die Maschine für weitere. Forschungsaktivitäten ohne große Umbauten nutzen zu können. Dadurch können beispielsweise Entkopplungsschlitten in die Achsen integriert werden, die eine Impulsentkopplung möglich machen. Wesentliche Forschungsinhalte waren neben der Konzeption, der Konstruktion, dem Aufbau und der Untersuchung der Fräsmaschine vor allem die Auslegung und die Simulation der mechanischen Komponenten, der möglichen Achsanordnungen und des Antriebssystems. Besonders für die Auslegung sowie Integration der Lagerung und die Betrachtung der Wechselwirkungen mit den mechanischen Komponenten wurden innovative Ansätze angewendet. Da der Einsatz von kostenintensiven Spezialanfertigungen vermieden werden sollte, erforderte die Miniaturisierung des Maschinensystems intensive Untersuchungen zur Bauraumoptimierung aller eingesetzten Komponenten.
Verlag
Fraunhofer IPT
Verlagsort
Aachen