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Simulation of a piezo-based vibration drive for electrochemical etching

Simulation eines piezobasierten Vibrationsantriebs zum elektrochemischen Ätzen
 
: Neugebauer, Reimund; Knüpfer, H.; Wolf, K.; Roscher, H.-J.

Schubert, A. ; Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik -IWU-, Chemnitz; Chemnitz University of Technology/Chair Microproduction Engineering:
ElectroChemical Machining Technology : October 25th-26th, 2007, Chemnitz, INSECT 2007, Proceedings of Fourth International Symposium on Electrochemical Machining Technology, Fraunhofer IWU Chemnitz
Chemnitz, 2007 (Precision and Microproduction Engineering 1)
ISBN: 978-3-00-022770-7
pp.55-60
International Symposium on ElectroChemical Machining Technology (INSECT) <4, 2007, Chemnitz>
English
Conference Paper
Fraunhofer IWU ()
electrochemical etching; piezo actuator; Simulation; vibration drive

Abstract
Das beim elektrochemischen Ätzen im Elektrolytbad abgetragene Material muss durch Spülen entfernt werden. Ein periodisches Vergrößern des Arbeitsspaltes zwischen Elektrode und Werkstück ist für einen intensiven Spülvorgang notwendig. Die Dauer des Spülvorganges soll dabei aus Gründen der Produktivität kurz gehalten werden.
Während des Ätzprozesses selbst, ergeben kleine Arbeitsspalte eine hohe Konturgenauigkeit. Die entstehenden Prozesskräfte reichen in den Kilonewton-Bereich. Dabei muss ein Kurzschluss zwischen Werkstück und Elektrode vermieden werden.
Durch den Einsatz von Piezostacks anstelle motorischer Lösungen könnte ein den Prozesserfordernissen besser angepasstes Profil der Elektrodenbewegung realisiert werden.
In diesem Artikel wird (unter vereinfachenden Annahmen) ein Simulink-Modell zur Ermittlung der Zusammenhänge zwischen der Elektrodenbewegung und den dabei entstehenden Kräften im Arbeitsspalt vorgestellt. Die Ergebnisse sind wesentliche Eingangsgrößen für die Dimensionierung einer Aktorik auf der Basis piezoelektrischer Elemente.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-63627.html