Kohlenstofffaser-Werkzeuge für die elektrochemische Mikrobearbeitung

• Antragsteller: Professor Dr. Holger Reinecke; Professor Dr.-Ing. Bernhard Wielage
• Fachliche Zuordnung: Materialien und Werkstoffe der Sinterprozesse und der generativen Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 115404246

Einzelne Kohlenstofffasern sollen als Werkzeuge bei der Herstellung mikrostrukturierter Bauteile mittels hochpräziser elektrochemischer Mikrobearbeitung eingesetzt werden. Bei der Verwendung dieser Fasern können deutlich kleinere Abtragsgeometrien, größere Aspektverhältnisse, höhere Abtragsraten und präzisere Bearbeitungsergebnisse im Vergleich zur Verwendung herkömmlicher Werkzeugelektroden erzielt werden. Methoden zur Zuführung und elektrischen Kontaktierung dieser Fasern werden zur Entwicklung von Faserwerkzeugen erarbeitet. Eine Veränderung der Bearbeitungseigenschaften und die Modifikation der Funktionalität dieser C-Faser-Werkzeuge ist mit Hilfe von Beschichtungen möglich. Als Voraussetzung dazu ist die Entwicklung von Methoden zur Beschichtung von C-Fasern und die Charakterisierung der Schichten erforderlich. Die komplexen Vorgänge bei der Präzisen Elektrochemischen Bearbeitung innerhalb des Arbeitsspaltes, welche insbesondere durch den Elektrolyten bestimmt werden, bedingen die Notwendigkeit einer fortwährenden Prozessüberwachung zur Sicherstellung einer gleichmäßigen Bearbeitung. Die Mikrobearbeitung feinster Strukturen erfordert dazu die Entwicklung neuartiger Methoden. Kennwerte der Mikrofluidik und die Elektrolytzusammensetzung stehen im Fokus. Spektroskopische Verfahren in Verbindung mit einer Modellbildung der Bearbeitungsstelle sollen auf ihre Eignung dazu untersucht und entwickelt werden. Um präzise Bearbeitungsergebnisse zu erzielen, ist zudem eine sensitive Steuerungstechnik nötig. Methoden zur Spaltmessung und zur Steuerung sollen daher untersucht werden. Die Analyse des Einflusses der elektrochemischen Prozesse auf die Mikrostruktur der C-Fasern ist für die Auswahl geeigneter Fasertypen sowie geeigneter Beschichtungsverfahren notwendig.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen