Strukturgrößen unter 10 µm wirtschaftlich mikrozerspanen

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Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH

OSWALD Elektromotoren GmbH

trivid GmbH

Der Rotor des beschriebenen Hochfrequenz-Luftlagers ist ein zylindrischer Stift aus Ultrafeinstkorn-Hartmetall mit einem Durchmesser von 3,175 mm. Dieser ist gleichzeitig der Werkzeugträger, auf dem das Werkzeug direkt angeschliffen wird (Bild 2). Das verwendete Hartmetall zeichnet sich durch eine hohe Zähigkeit und Biegefestigkeit aus.

Metallhärte von 1920 HV 30 macht Mikroschaftfräser verschleißfest

Eine Härte von 1920 HV30 macht die Werkzeuge verschleißfest. Die Summe dieser Materialeigenschaften ermöglicht die Herstellung von Werkzeugen mit kleinen Durchmessern und hohen Aspektverhältnissen von Werkzeuglänge zu Durchmesser.

Zur Bearbeitung von duktilen Werkstoffen werden Mikrofräser verwendet. Diese eignen sich insbesondere für Strukturen mit Hinterschneidungen und kleinen Eckenradien. Die Mikroschaftfräser können bis zu einem minimalen Durchmesser von 7 µm am Lehrstuhl hergestellt werden. Mit hohen Aspektverhältnissen bis 5:1 ist es möglich, besonders tiefe Strukturen zu erzeugen.

Maschinenbasis aus Granit ist auf einem luftgelagerten Tisch aufgebaut

Die Basis der Maschine zur Herstellung von Mikrofräsern besteht aus Granit und ist auf einem luftgefederten Tisch aufgebaut. Die Maschine verfügt über zwei Linearachsen, zwei Schleifspindeln und eine Drehachse. Den Arbeitsraum der Maschine mit einem eingespannten Hartmetallrohling zeigt Bild 3.

Ein Präzisionsspannsystem ist auf einem luftgelagerten Rundtisch montiert, der die Drehachse bildet. Das Präzisionsspannsystem beruht auf dem Prinzip der Dehnspanntechnik und ermöglicht eine Rundlauf- und Wechselwiederholgenauigkeit des Werkzeugschaftes unter 0,2 µm. Auf den X- und Y-Achsen sind zwei Schleifspindeln angeordnet, um den Mikrofräser zu schleifen.

Eine Spindel ist mit einer Schleifscheibe mit grober Diamantkörnung und Kunstharzbindung ausgestattet. Diese dient zur Vorstrukturierung der Mikrofräser. Die Feinstrukturierung der Werkzeuge erfolgt mit einer sehr dünnen Diamantschleifscheibe mit sehr kleinen Korngrößen, die auf der zweiten Spindel, einer selbst entwickelten Luftlagerspindel montiert ist.

Wirtschaftlich und prozesssicher mit Mikroschaftfräser bis 7 µm fertigen

Durch diese Bearbeitungsstrategie kommt es zu sehr geringen Bearbeitungskräften und mit der darauf abgestimmten Maschinenstruktur ist eine prozesssichere wirtschaftliche Fertigung von Mikroschaftfräsern mit Durchmessern bis zu 7 µm möglich.

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