UP-Zerspanung großflächiger optischer Strukturen durch Mehrschneidenflycutting

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2-3 Tage
Autor:
Ellinghaus, Jan Moritz
ISBN
978-3-86359-591-3
39,00 €
Inkl. 7% MwSt.
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Quick Overview

UP-Flycutting erlaubt die Herstellung präziser Strukturen, ist bzgl. der Bearbei-tungseffizienz und Bauteilgröße jedoch beschränkt. In dieser Arbeit wird analysiert, wann Mehrschneidenflycutting eine Steigerung der Bearbeitungseffizienz und eine Reduktion des Werkzeugverschleißes ermöglicht und eine angepasste Maschinen- und Messtechnik entwickelt. Das Potential hinsichtlich Wirtschaftlichkeit, Werk-zeugverschleiß und herstellbarem Strukturspektrum wird herausgestellt.

Großflächige, strukturierte Oberflächen werden in vielen Bereichen – von optischen bis hin zu strömungstechnischen Anwendungen – eingesetzt. Zumeist werden an Oberflächengüte, Präzision der Strukturen und maximale Kantenverrundung be-sondere Anforderungen gestellt. Das Ultrapräzisions-Flycutting eignet sich, wie kein anderes Bearbeitungsverfahren, für die Herstellung dieser Strukturen auf ebenen Werkstücken. Auf Grund der Bearbeitungskinematik als Einzahnfräsprozess mit monokristallinem Diamantwerkzeug weist das UP-Flycutting große Defizite bezüg-lich Bearbeitungseffizienz und maximaler Bauteilgröße auf. Ein in der Literatur be-reits angeführter, aber bisher nicht erfolgreich umgesetzter, Ansatz, um die Pro-zessgrenzen zu überwinden, ist die Überführung in einen Mehrschneidenbearbei-tungsprozess.
Genau hier setzt diese Dissertation an. Auf Basis der Erkenntnisse über das Ein-schneidenflycutting wird das Mehrschneidenflycutting realisiert, um eine wirtschaft-liche und qualitativ hochwertige Strukturierung großer Oberflächen zu ermöglichen.
Die Realisierung des Mehrschneidenflycuttings erfordert die gleichzeitige Betrach-tung von Bearbeitungsprozess und Maschinentechnik. Im Vordergrund dieser Ar-beit stehen daher die Fragen, welche Voraussetzungen für den effektiven Einsatz mehrerer Schneiden erfüllt werden müssen und welche Maschinen- und Mess-technik hierfür erforderlich sind.
Die Beantwortung dieser Fragen gliedert sich in die Themengebiete Prozesskine-matik, Werkzeugbefestigung und Spindeltechnik sowie Werkzeugeinmessen. Auf Basis des SdT der Oberflächenentstehung beim Einschneidenflycutting, werden die Schnittkinematik und Oberflächenbildung beim Mehrschneidenflycutting erar-beitet. Es werden vier Anwendungsbereiche mit unterschiedlichen Anforderungen an die Ausrichtegenauigkeit der Werkzeugschneiden zueinander identifiziert und die jeweiligen Anforderungen an die Maschinentechnik formuliert. An diese ange-passt wird eine Werkzeugbefestigung und Spindeltechnik sowie ein System zur Bestimmung der relativen Position der Werkzeugschneiden auf der Bearbeitungs-spindel realisiert.
Abschließend wird das Potential zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit, zur Redukti-on des Werkzeugverschleißes und zur Erweiterung des durch Flycutting herstellba-ren Strukturspektrums anhand ausgewählter Teststrukturen dargestellt.

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Autor Ellinghaus, Jan Moritz
Lieferzeit 3-4 Tage
Gewicht 0.268 kg
Erscheinungsdatum 27.02.2018
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Großflächige, strukturierte Oberflächen werden in vielen Bereichen – von optischen bis hin zu strömungstechnischen Anwendungen – eingesetzt. Zumeist werden an Oberflächengüte, Präzision der Strukturen und maximale Kantenverrundung be-sondere Anforderungen gestellt. Das Ultrapräzisions-Flycutting eignet sich, wie kein anderes Bearbeitungsverfahren, für die Herstellung dieser Strukturen auf ebenen Werkstücken. Auf Grund der Bearbeitungskinematik als Einzahnfräsprozess mit monokristallinem Diamantwerkzeug weist das UP-Flycutting große Defizite bezüg-lich Bearbeitungseffizienz und maximaler Bauteilgröße auf. Ein in der Literatur be-reits angeführter, aber bisher nicht erfolgreich umgesetzter, Ansatz, um die Pro-zessgrenzen zu überwinden, ist die Überführung in einen Mehrschneidenbearbei-tungsprozess.
Genau hier setzt diese Dissertation an. Auf Basis der Erkenntnisse über das Ein-schneidenflycutting wird das Mehrschneidenflycutting realisiert, um eine wirtschaft-liche und qualitativ hochwertige Strukturierung großer Oberflächen zu ermöglichen.
Die Realisierung des Mehrschneidenflycuttings erfordert die gleichzeitige Betrach-tung von Bearbeitungsprozess und Maschinentechnik. Im Vordergrund dieser Ar-beit stehen daher die Fragen, welche Voraussetzungen für den effektiven Einsatz mehrerer Schneiden erfüllt werden müssen und welche Maschinen- und Mess-technik hierfür erforderlich sind.
Die Beantwortung dieser Fragen gliedert sich in die Themengebiete Prozesskine-matik, Werkzeugbefestigung und Spindeltechnik sowie Werkzeugeinmessen. Auf Basis des SdT der Oberflächenentstehung beim Einschneidenflycutting, werden die Schnittkinematik und Oberflächenbildung beim Mehrschneidenflycutting erar-beitet. Es werden vier Anwendungsbereiche mit unterschiedlichen Anforderungen an die Ausrichtegenauigkeit der Werkzeugschneiden zueinander identifiziert und die jeweiligen Anforderungen an die Maschinentechnik formuliert. An diese ange-passt wird eine Werkzeugbefestigung und Spindeltechnik sowie ein System zur Bestimmung der relativen Position der Werkzeugschneiden auf der Bearbeitungs-spindel realisiert.
Abschließend wird das Potential zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit, zur Redukti-on des Werkzeugverschleißes und zur Erweiterung des durch Flycutting herstellba-ren Strukturspektrums anhand ausgewählter Teststrukturen dargestellt.

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Institut für Industriekommunikation und Fachmedien (IIF) GmbH an der RWTH Aachen

Steinbachstr. 25
52074 Aachen
Deutschland