Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

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    Entwicklung eines Bearbeitungszentrums zur Mikrofertigung durch Fräsen und Laserabtrag
    ( 2007)
    Eßmann, J.
    In der Feinwerktechnik, bei der Herstellung medizin- und biotechnischer Produkte sowie im Werkzeug- und Formenbau werden Strukturen kleinster Abmaße und hoher Oberflächengüten erzeugt. Die Kombination aus 5-Achs-Mikrofräsbearbeitung und Lasermaterialabtrag mittels gepulster Laserstrahlung sowie die Erfassung der Werkstückgeometrie im Arbeitsraum bietet eine Alternative zu etablierten Fertigungsprozessketten wie beispielsweise der Formherstellung mittels Funkenerosion (EDM). Im Rahmen des Vorhabens HiDynMolder wird eine Werkzeugmaschine zur Mikrofertigung durch Fräsen und Lasermaterialabtrag entwickelt. Die Kombination dieser Fertigungsverfahren mit der maschinenintegrierten Werkstück-Geometrieerfassung stellt eine flexible Alternative zu etablierten Prozessketten der Mikrofertigung dar. Insbesondere Werkzeuge und Formen aus gehärteten Stahlwerkstoffen können durch eine hochdynamische Fräsbearbeitung mit Ultrafeinstkorn-Hartmetallwerkzeugen und Lasermaterialabtrag mittels Kurzpuls-UV-Laserstrahlung wirtschaftlich hergestellt werden. Dazu wird das Bearbeitungszentrum mit einer Schlichtspindel ausgerüstet, die eine maximale Drehzahl von 250.000 min(exp -1) erreicht sowie mit linearmotorgetriebenen Maschinenachsen, die einen Ruck oberhalb 1000 m/s(exp 3) ermöglichen. Die berührungslose Geometrieerfassung ermöglicht eine Nachbearbeitung ohne Umspannverluste, die auf der Basis der tatsächlich vorhandenen Bauteilgeometrie geplant werden kann. Der Lasermaterialabtrag stellt dabei eine wirtschaftliche Erweiterung im Bezug auf minimale Strukturabmaße, Geometriekomplexität und Werkstoffspektrum dar. Entnommen aus TEMA