Hartfräsen von Mikrostrukturen - zukunftsweisend für den Präzisionsformenbau

Für den Mikrospritzguss sind bisher fast ausschließlich Formwerkstoffe im Einsatz, bei denen mit Diamantwerkzeugen Oberflächengüten und Genauigkeiten im Submikrometer-Bereich erzielt werden können. Zur Zerspanung verschleißbeständiger Werkzeugstähle kommen nur Hartmetallwerkzeuge in Betracht. Angeboten werden bereits Feinstkornhartmetallwerkzeuge mit Durchmessern von bis zu 100 Mikrometer, im Falle von Sonderanfertigungen bis zu 50 Mikrometer, wobei im Durchmesserbereich unterhalb 200 Mikrometer immer noch hohe Ausschussraten anzutreffen sind. Eine Erweiterung der Möglichkeiten der Mikrofräsbearbeitung bieten Kleinstwerkezuge, hochharte Schneidstoffe wie kubisches Bornitrid (CBN) und die Adaption der Beschichtungstechnologie (Einsatz von TiAlN). Es werden die Anforderungen seitens der hohen dynamischen Belastung der Fräswerkzeuge sowie seitens der Verkleinerung der Strukturen im Hinblick auf Genauigkeit und reeproduzierbare Fertigungsergebnisse dargelegt. Gefolgert wird eine entsprechende Anpassung der NC-Programme an die Werkzeuge und Schnittparameter, der Maschinendnamik und Maschinenkinematik. Abhilfe im Sinne einer Optimierung der Zustellbewegungen wird in homogeneren NC-Bahnen und 'weicheren' Satzübergängen gesehen. Wenngleich die Umsetzung solcher Strategien mit verfügbaren CAM-Systemen im Mikrobereich gegenwärtig nur eingeschränkt möglich ist, zeigen erste Ergebnisse, dass optimale Prozessparameter die Voraussetzungen für eine kostengünstige Mikrofräsbearbeitung von Formeinsätzen aus gehärtetem Werkzeugstahl schaffen.