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Submikrometergenauigkeit in der zerspanenden Fertigung

ISBN: 978-3-86359-297-4

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Kurzübersicht

Die Diamantzerspanung bietet prinzipiell die Möglichkeit, Strukturen mit Abmaßen unterhalb eines Mikrometers zu fertigen, was in der Praxis jedoch oft schwer umzusetzen ist. Im Rahmen dieser Dissertation werden daher Methoden erforscht, mit denen sich mittels Ultrapräzisionszerspanung Strukturdetails im Submikrometerbereich fertigen lassen. Dies wird durch praktische Versuche nachgewiesen, in denen Werkstücke mit Strukturtoleranzen von bis zu +/- 0,25 µm gefertigt werden.

Submikrometergenauigkeit in der zerspanenden Fertigung

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Details

Die Entwicklung innovativer Produkte, wie z. B. aktuelle Mobiltelefone, basiert auf der Erhöhung der Funktionsdichte. Dadurch erfüllen Geräte bei gleicher oder sogar geringerer Baugröße mehr Funktionen als ihre Vorgängerversionen. Die Erhöhung der Funktionsdichte wird hauptsächlich durch die Miniaturisierung einzelner Komponenten erreicht. Allgemein zusammenfassen lässt sich die Miniaturisierung der Komponenten unter dem Begriff Mikrotechnik.

Moderne Anwendungen der Mikrotechnik erfordern immer häufiger die Fertigung von hybriden Mikrosystemen. Die hybride Mikrosystemtechnik erfordert die Herstellung und Integration von Komponenten, deren Abmessungen typischerweise jenseits des einstelligen Millimeterbereichs liegen. Dies stellt höchste Ansprüche an die Genauigkeit der dafür eingesetzten Produktionstechnik.

Mikroproduktionsprozesse, wie die Diamantzerspanung bieten prinzipiell die Möglichkeit, Strukturen mit Abmaßen unterhalb eines Mikrometers zu fertigen. In der Praxis ist diese Möglichkeit jedoch durch Einschränkungen in der Geometriefreiheit oder durch das Einrichten der Prozesse eingeschränkt. Im Rahmen dieser Dissertation werden daher Methoden erforscht, mit denen ein submikrometergenaues Einrichten eines Diamantzerspanungsprozesses möglich wird. Dabei kommen konventionelle Präzisionsmessmittel, wie Messtaster und CCD Kameras, zum Einsatz. Die zentrale Fragestellung ist dabei, wie sich diese Messmittel einsetzen lassen, um die Ist-Position von Diamantwerkzeug und Werkstück im Maschinenkoordinatensystem mit Submikrometergenauigkeit zu erfassen. Mit einem aktiven Werkstückspannsystem wird eine submikrometergenaue Lagekorrektur des Werkstücks ermöglicht. Damit wird die Grundlage zum Einrichten von Diamantzerspanungsprozessen geschaffen, mit denen Mikrostrukturen submikrometergenau zerspanend gefertigt werden können. Diese lassen sich als präzise passive Justagestrukturen einsetzen, mit denen eine effiziente Produktion hybrider Mikrosysteme ermöglicht wird.

Die in dieser Dissertation erarbeiteten Ergebnisse, liefern einen Nachweis, dass sich mittels Ultrapräzisionszerspanung Strukturdetails im Submikrometerbereich fertigen lassen. Dies wird durch praktische Versuche nachgewiesen, in denen Werkstücke mit Strukturtoleranzen von bis zu +/- 0,25 µm gefertigt werden.

Zusatzinformation

Autor Weinzierl, Martin
ISBN/Artikelnr. 978-3-86359-297-4
Gewicht 0.230 kg
Erscheinungsdatum 18.03.2015
Lieferzeit 3-4 Tage
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