Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schneiden - auf den Hundertstelmillimeter genau

01.03.2010
Professur Fertigungslehre der TU Chemnitz und ATECH GmbH erhöhen die Präzision des Wasserabrasivstrahlschneidens und erschließen neue Anwendungsgebiete

Wenn für die Medizintechnik winzige Klammern aus hartem Titanblech ausgeschnitten werden sollen oder genaueste Konturen aus Molybdän, Stahl, Kupfer, Aluminium, Ingenieurkeramiken, Silizium oder Glas zu fertigen sind, kommt es auf Hundertstelmillimeter an - eine Aufgabe, die die Professur Fertigungslehre der TU Chemnitz und die Chemnitzer ATECH GmbH lösen können.

Sie setzen dazu einen Schneidstrahl aus Wasser und Schleifmittel ein, der einen Durchmesser von höchstens 0,3 Millimeter hat. Konventionell kommt das Verfahren mit Strahldurchmessern ab 0,8 Millimetern zur Anwendung und gelangt bei seiner Genauigkeit schnell an Grenzen. Um den Schleifmittelstrahl entsprechend zu verfeinern und zur Präzisionsbearbeitung zu nutzen, haben die Chemnitzer Wissenschaftler in einem zweijährigen Forschungsprojekt Baugruppen bezüglich ihrer Dimensionierung und Genauigkeit angepasst sowie neue Komponenten entwickelt, um die Prozessstabilität abzusichern.

Der Schneidvorgang selber ist ein Spagat zwischen Genauigkeit, Prozessstabilität und Schneidleistung. "Die größte Herausforderung unseres Projektes war die uneingeschränkte Industrietauglichkeit", sagt Carsten Löser, Mitarbeiter der Professur Fertigungslehre, und erklärt: "Das Verfahren muss sehr stabil laufen und für die tägliche Praxis anwendbar sein. Das heißt auch, einzelne Bauteile des Schneidkopfes müssen leicht und in kürzester Zeit auszutauschen sein."

Ein entscheidender Vorteil des Wasserstrahlschneidens mit einem Abrasivmittel - beispielsweise Granatsand - gegenüber anderen Verfahren, etwa der Laserbearbeitung, ist, dass im Werkstück keine Wärme entsteht. Denn Erhitzung bis zur Schmelztemperatur kann das zu bearbeitende Material verändern oder gar schädigen, etwa wenn es sich um Flächen mit einer Beschichtung aus Kunststoff handelt. Auch andere temperaturempfindliche oder spröde Materialien wie Glas und Silizium stellen Herausforderungen für die Präzisionsbearbeitung dar - Anwendungsfelder, für die die Chemnitzer Entwicklung Lösungen bietet. Seit Mitte 2009 ist das Verfahren mit Durchmessern von 0,3 Millimetern beim Unternehmen ATECH im Einsatz. Die Firma - eine Neugründung eines ehemaligen Mitarbeiters der TU Chemnitz im Jahr 1998 - ist auf Sondermaschinen zum Wasserstrahlschneiden und individuelle Lohnfertigung spezialisiert.

"Die neuen Fertigungsmöglichkeiten bieten eine Erweiterung der Anwendungsgebiete des Wasserstrahlschneidens in Richtung kleinerer und genauerer Teile", resümiert Thomas Seim, Geschäftsführer der ATECH GmbH, und berichtet: "Bisher haben wir Kunden vorwiegend aus der Feinmechanik. Vielen potentiellen Nutzern ist nur das übliche Wasserstrahlschneiden bekannt und es wurde als zu grob und ungenau eingestuft. Jetzt können völlig neue Anwendungsgebiete erschlossen werden.

Aktuell finden an der Professur Fertigungslehre weitere Versuche statt, um den Strahldurchmesser noch mehr zu verkleinern - auf 0,2 Millimeter und darunter. Damit wird der Schneidspalt schmaler und es sind zum Beispiel noch kleinere Bohrungen möglich. Außerdem arbeiten die Wissenschaftler gemeinsam mit der ATECH GmbH an der Nutzung des Verfahrens für die dreidimensionale Bearbeitung, bei der der Schneidkopf präzise in fünf Achsen bewegt werden muss. Dieses Projekt läuft seit Ende 2009 bis 2012. "Zum Einsatz eines solch feinen Strahles für die 3D-Bearbeitung ist weltweit keine Entwicklung bekannt. Und auch in der zweidimensionalen Präzisionsbearbeitung sind wir was die Verringerung des Strahldurchmessers, das Anbohren und Schneiden spröder Werkstoffe wie Silizium und Glas und die Stabilität des Verfahrens angeht mit unseren Entwicklungsarbeiten international an der Spitze", schätzt Löser ein. Gefördert wird die Entwicklung von der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF).

Weitere Informationen erteilt Carsten Löser, Telefon 0371 531-35641, E-Mail carsten.loeser@mb.tu-chemnitz.de

Katharina Thehos | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-chemnitz.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Dresdner Forscher drucken die Welt von Morgen
08.02.2017 | Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

nachricht Neues Verfahren bringt komplex geformte Verbundwerkstoffe in die Serie
23.01.2017 | Evonik Industries AG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Im Focus: Breakthrough with a chain of gold atoms

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

Im Focus: Hoch wirksamer Malaria-Impfstoff erfolgreich getestet

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Im Focus: Sensoren mit Adlerblick

Stuttgarter Forscher stellen extrem leistungsfähiges Linsensystem her

Adleraugen sind extrem scharf und sehen sowohl nach vorne, als auch zur Seite gut – Eigenschaften, die man auch beim autonomen Fahren gerne hätte. Physiker der...

Im Focus: Weltweit genaueste und stabilste transportable optische Uhr

Optische Strontiumuhr der PTB in einem PKW-Anhänger – für geodätische Untersuchungen, weltweite Uhrenvergleiche und schließlich auch eine neue SI-Sekunde

Optische Uhren sind noch genauer als die Cäsium-Atomuhren, die gegenwärtig die Zeit „machen“. Außerdem benötigen sie nur ein Hundertstel der Messdauer, um eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

ANIM in Wien mit 1.330 Teilnehmern gestartet

17.02.2017 | Veranstaltungen

Ökologischer Landbau: Experten diskutieren Beitrag zum Grundwasserschutz

17.02.2017 | Veranstaltungen

Von DigiCash bis Bitcoin

16.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Stammzellen verlassen Blutgefäße in strömungsarmen Zonen des Knochenmarks

17.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

LODENFREY setzt auf das Workforce Mangement von GFOS

17.02.2017 | Unternehmensmeldung

50 Jahre JULABO : Erfahrung – Können & Weiterentwicklung!

17.02.2017 | Unternehmensmeldung