Technologie für die prozesssichere Mikrozerspanung höherfester Werkstoffe

In der vorliegenden Arbeit wurde die Fräsbearbeitung von höherfesten Werkstoffen untersucht. Dabei wurden mit Zerspanungsversuchen an Materialien unterschiedlicher Härte die optimalen Stellgrößen Vorschubgeschwindigkeit und Zustellung in Z- Richtung ermittelt. Weiterhin wurde mit verschiedenen Frässtrategien die Freiformfläche einer Human-Mittelohrprothese gefertigt. Durch deren Vergleich untereinander konnte die optimale Vorgehensweise zur Realisierung eines Prototyps der Prothese aus Titan abgeleitet werden. Für die Mikrofräsbearbeitung ist die Wahl der Stellgrößen von höchster Bedeutung. Je größer die Härte des zu bearbeitenden Grundwerkstoffes ist, desto kleiner ist das Toleranzfenster für die optimalen Stellgrößen. Die Vorschubgeschwindigkeit darf bei der Bearbeitung nicht zu klein gewählt werden. Jedoch gibt es bei der Erhöhung dieser einen kritischen Punkt, ab dessen Überschreitung sich die Maßhaltigkeit einer gefrästen Mikrostruktur stark verschlechtert. Die Zustellung in Z- Richtung muss sehr klein gewählt werden. Dies wirkt sich positiv auf die Maßhaltigkeit aus. Ebenfalls entsteht bei kleinen Zustellungen kaum Grat auf der bearbeiteten Oberfläche. Die Endqualität einer gefrästen Freiformfläche hängt nur in geringem Maße vom gewählten Schruppzyklus ab. Beim Schlichten erweist sich die Wahl eines Kugelkopffräsers als sinnvoll. Die Kombination von Ebenenschruppen und Höhenlinienfräsen, als Schlichtvariante liefert bei genügend kleinem Bahnabstand die besten Ergebnisse. Diese Aussage gilt unabhängig von der Härte des zu bearbeitenden Grundwerkstoffs.