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 Ausweg aus dem Chrom-Verbot
30.05.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

nachricht Schnell, präzise, aber nicht kalt
17.05.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften