Alle Artikel aus dem Bereich "Mikrowerkzeuge":

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LMT Tool Systems GmbH
Deutschland

Bei der Mikrozerspanung wird die Physik manchmal „auf den Kopf gestellt“

Im Hinblick auf fortschreitende Miniaturisierung der Bauteile, auch in Verbindung mit Leichtbau, gewinnt die Mikrozerspanung zunehmend an Bedeutung. Die Firmengruppe LMT Tools hat sich dieser Herausforderung mit der Entwicklung von speziellen Werkzeugen zum Fräsen, Bohren und Gewindebohren in den Hauptanwenderbranchen Automotive, Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik und Consumerproducts, zum Beispiel zur IT-Kommunikation oder Uhrenindustrie (Abb. 1) gestellt. Beispiele typischer Bauteile aus dem Bereich Mikrozerspanung sind Gehäuse für Airbagsensoren oder Endoskope, Formen für die Spritzgusstechnologie, Graphit- und Kupferelektroden, Uhrengehäuse, Münzpräge- und Pressstempel, Mikroventile, Aktoren für Mikrooptiken oder gar Zahnimplantate.

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Tilo Michal
Deutschland

Der Zwang zur Miniaturisierung bringt Bauteile an ihre Grenzen

Der Zwang zur Miniaturisierung bringt Bauteile an ihre Grenzen

Die Anforderungen an Wälzlager werden höher: Kleiner, belastbarer und präziser ist die Devise. Auch die Bewertungskriterien verschärfen sich. Darüber hinaus muss jedes Teil im Zusammenspiel mit anderen in der Baugruppe definierte Anforderungen hinsichtlich Geräuschentwicklung und Verschleißbeständigkeit erfüllen. Diamond Business sprach mit Siegfried Hesse, dem Produktmanager für Wälzlagermaschinen von Thielenhaus Technologies.

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Michael Walk, Jan C. Aurich
Deutschland

Galvanische Beschichtung von Mikroschleifstiften

Galvanische Beschichtung  von Mikroschleifstiften

Die Fertigung mikrotechnischer Komponenten und Strukturen, wie Formeinsätze für Replikationsverfahren, erfordert eine sehr hohe Strukturgenauigkeit und Oberflächenqualität. In diesem Beitrag wird die Herstellung, speziell die galvanische Beschichtung für Mikroschleifstifte beschrieben. Anhand einer Schichtanalyse in Voruntersuchungen mit unterschiedlichen Werkzeugdurchmessern werden einsatzrelevante Beschichtungsparameter bestimmt. Diese werden auf die Beschichtung von Mikroschleifstiften mit Durchmessern kleiner 50 µm übertragen. Weiterhin wird eine Methode für die Bestimmung der Korndichte und der Kornverteilung im Schleifbelag gezeigt.

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Deutschland

Miniatur-Rotierspindel für erosives Drehen

Miniatur-Rotierspindel für erosives Drehen

Funkenerosives Drehen bzw. Schleifen kann man mit einem Pionier dieser Technologie, der Hirschmann GmbH in Fluorn-Winzeln in Verbindung bringen. In den Anfängen dieser Technologie im Jahr 1996 profilierte man Schleifscheiben mit einer maximalen Drehzahl von 200 min-1. Zwischenzeitlich hat sich das Verfahren rasant weiterentwickelt. Heute werden bei den Rotierspindeln Drehzahlen bis zu 4.000 min-1 erreicht. Dies wurde durch den Einsatz von speziellen Lagern und Dichtungen sowie die Verwendung von wartungsfreien Motoren mit AC-Technologie ermöglicht.

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Deutschland

Werkzeuge kaum größer als ein Sandkorn

Werkzeuge kaum größer als ein Sandkorn

Zehn Kilogramm schwer, so groß wie ein Benzinkanister und dennoch eine Weltsensation, das erste Mobiltelefon der Welt, vorgestellt im Jahr 1972. Vieles hat sich seither verändert. Moderne Telefone wiegen heute lediglich einige 100 Gramm und bieten eine unglaubliche Anzahl an Funktionen. Aber nicht nur das Gehäuse, sondern auch das was sich dahinter verbirgt, wird immer kleiner – große Herausforderung für die Mikrobearbeiter.

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M.Sc. Markus Prieske
BIAS - Bremer Institut für angewandte Strahltechnik GmbH
Deutschland

Abscheidung von CVD-Diamantschichten an der Atmosphäre

Abbildungen: BIAS
Abbildungen: BIAS

Synthetisch hergestellte polykristalline Diamantschichten haben sich in der Industrie als bewährte Funktionsschichten etabliert. Diamantschichten finden aufgrund höchster Verschleißfestigkeit, welche auf höchste Härte sowie chemischer Inertheit zurückzuführen ist, Anwendung als Verschleißschutzschicht auf Werkzeugen für die industrielle Produktionstechnik. Weitere vielfältige, herausragende Eigenschaften wie exzellente thermische Leitfähigkeit, hoher elektrischer Widerstand, große optische Bandlücke und einer guten Biokompatibilität machen Diamantschichten prädestiniert für viele Anwendungen, beispielsweise im Bereich der Optik, wie der Spektroskopie mit infrarotem Licht oder im Bereich der Halbleitertechnologie zur Kühlung elektronischer Schaltungen.

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Dr. Müller Diamantmetall AG
Deutschland

Aus eins wird zwei – Dr. Müller Diamantmetall AG baut auf neue starke 2-Marken-Strategie

Die neue Marke Speedmetal Tools steht für Standard Diamant- und CBN Werkzeuge zu Top Qualität und Top Preisen, die stets in einem Online Shop verfügbar sind.
Die neue Marke Speedmetal Tools steht für Standard Diamant- und CBN Werkzeuge zu Top Qualität und Top Preisen, die stets in einem Online Shop verfügbar sind.

Tradition und Innovation sind bei Dr. Müller Diamantmetall AG unabdingbar miteinander verbunden. Schon 1935, als Dr. Wilhelm Müller die metallgebundene Diamantschleifscheibe erfunden hat, bewies der Unternehmensgründer ein Gespür für den Markt und legte den Grundstein für ein zukunftsweisendes Unternehmen. Bis heute vertrauen Kunden auf die Kompetenz des Familienunternehmens und eine große Anzahl von Anwendungen findet sich im Maschinenbau, in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Werkzeug-, Automobil- und optischen Industrie. Dr. Müller Diamantmetall AG überzeugt seit jeher als erfahrener und zuverlässiger Partner der führenden Industrien im In- und Ausland.

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Eckart Uhlmann, Christoph Hein, Robert Bolz
IWF TU Berlin
Deutschland

Direktstrukturierung von CVD-Diamant durch Laserablation

Direktstrukturierung von CVD-Diamant durch Laserablation
Das Fertigungsverfahren Funkenerosion (EDM, Electrical Discharge Machining) wird unter anderem bei der Herstellung von Mikrospritzguss- und Mikroprägewerkzeugen eingesetzt. Aufgrund der gewünschten hohen Verschleißfestigkeit dieser Werkzeuge, die mit entsprechenden mechanischen Eigenschaften wie hoher Härte und hoher Festigkeit des jeweiligen Werkstoffes einhergehen, sind bestimmte Strukturen mit spanenden Fertigungsverfahren oft nur schwer, bei komplexen Geometrien überhaupt nicht fertigbar. Die Funkenerosion, mit ihrer thermischen Wirkungsweise unabhängig von mechanischen Werkstoffeigenschaften, deckt diesen Bereich ab und stellt ein geeignetes Verfahren zur Herstellung komplexer Mikrogeometrien dar. Neben den EDM-Parametern hat auch der Werkzeugelektrodenwerkstoff großen Einfluss auf Bearbeitungsdauer, Verschleißverhalten und Bearbeitungsergebnis des EDM-Prozesses [1, 2]. Im Rahmen eines DFG-Forschungsprojekts wird am Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb IWF der TU Berlin mit Unterstützung des Lehrstuhls für Werkstoffkunde und Technologie der Metalle WTM der FAU Erlangen-Nürnberg der Einsatz von strukturierten bordotierten CVD-Diamantfolien als Werkzeugelektroden für die Mikrofunkenerosion erforscht. Dieser Werkstoff eignet sich aufgrund seiner Eigenschaften wie hoher Schmelztemperatur TS, einer hohen Wärmeleitfähigkeit λW und der hohen mechanischen Festigkeit σ bei geringer Masse für den Einsatz im µEDM-Bereich [3]. Die Herstellung der Diamantfolien erfolgt am WTM. Zur Mikrostrukturierung der CVD-Diamantfolien wird das Fertigungsverfahren Laserablation eingesetzt. Die folgend beschriebenen Untersuchungen zur Parameteroptimierung wurden am IWF durchgeführt.
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Eckart Uhlmann, Dirk Oberschmidt, Julian Polte, Mitchel Polte, Sebastian Guhde
Technische Universität Berlin
Deutschland

Glattdrücken von X32CrMoV5-1 mit mono-kristallinen Diamantwerkzeugen und translatorischer Werkstückbewegung

Glattdrücken von X32CrMoV5-1  mit  mono-kristallinen Diamantwerkzeugen  und translatorischer Werkstückbewegung
Das Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK) führte Untersuchungen an X32CrMoV5-1 mit translatorischer Werkstückbewegung mit verschiedenen Glättwerkzeugen mit Sphären aus monokristallinem Diamant der Firma Mössner GmbH Diamantwerkzeuge durch. Das Werkzeugkonzept orientiert sich dabei an den aktuellen Herausforderungen beim Werkzeug- und Formenbau. Im Beitrag sind das Werkzeugkonzept und der Versuchsaufbau dargestellt. Darüber hinaus wird die Oberflächenrauheit in Abhängigkeit der seitlichen Zustellung und die erreichbare Vickershärte in Abhängigkeit der Zustelltiefe nach dem Glätten ausgewertet.
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Beate Salac-Exel
Kugler GmbH
Deutschland

Kugler auf dem Weg ins All

Abb. 1: Gold-Platin-Würfe
Abb. 1: Gold-Platin-Würfe

Anfang Dezember wird es soweit sein: der Satellit LISA Pathfinder wird mit einer Vega-Rakete starten und für 12 Monate Messgeräte für die Mission LISA testen, die am Erdboden nicht oder nur eingeschränkt getestet werden können. LISA Pathfinder ebnet so den „Weg“ für das Nachfolgeprojekt ...

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Eckart Uhlmann, Dirk Oberschmidt, Stephanie Frenzel, Julian Polte
Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb der TU Berlin
Deutschland

Methode zur Erfassung von Temperaturen in der Diamantschneide

Thermomechanische und vor allem chemische Verschleißmechanismen beeinflussen die Kontaktflächen unmittelbar zwischen dem Diamantwerkzeug und dem Werkstück bei der Ultrapräzisions(UP)-Zerspanung. Dabei handelt es sich um ein bereits häufig untersuchtes Phänomen in Bezug auf die Stahlzerspanung, jedoch nicht hinsichtlich der Zerspanung vermeintlich „diamantzerspanbarer“ weicher Buntmetalle, wie Aluminium oder Kupfer. Innerhalb des UP-Prozesses hängen arithmetische Mittenrauwerte Ra und Peak-to-Valley-Werte P-V in hohem Maße von dem Verschleißzustand des Diamantwerkezuges ab. Die Werkzeugtemperatur  ϑ ist hierbei als noch nicht hinreichend untersuchte Prozessgröße für die ganzheitliche Betrachtung des auftretenden Diamantverschleißes zu sehen [2]. Darüber hinaus können die gewonnenen Temperaturdaten dazu dienen, bestehende Temperaturmodelle anzupassen, wenn nicht sogar zu korrigieren [2]. Bisher basiert der Werkzeugwechselzeitpunkt tWW vorrangig auf systematischen Werkzeugwechseln, veranlasst aufgrund der erzeugten Oberfläche, des ersichtlichen Werkzeugzustandes oder individueller Erfahrung des Maschinenbedieners. Es ist anzunehmen, dass eine kosteneffiziente UP-Zerspanung mit einem optimalen Werkzeugwechselzeitpunkt tWW basierend auf Temperaturdaten erzielt werden kann. Im Gegensatz zur Makrozerspanung ist derzeit in der UP-Zerspanung kein aussagekräftiges Online-Monitoring für Diamantwerkzeuge verfügbar. Der aktuelle Mangel an geeigneten Temperaturmessmethoden hinsichtlich Baugröße, Auflösung und Ansprechzeit ist Ausgangspunkt für das hier vorgestellte Grundlagenforschungsprojekt, welches durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert wird.

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