GrindBall - Werkzeugantriebs- und Lagerungskonzepte für achsenlose Mikroschleifwerkzeuge

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Ekkard Brinksmeier; Professor Dr.-Ing. Rodion Groll; Professor Dr.-Ing. Bernd Orlik
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 171780428

Ziel des Forschungsvorhabens ist es, kleine modulare Bearbeitungseinheiten für die Mikrozerspanung zu entwickeln und innerhalb des SPP 1476 zur Verfügung zu stellen. Das Konzept derartiger Einheiten ergibt sich aus der Dekomposition klassischer Werkzeugmaschinen und der Funktionsintegration von Antrieb und Führungen. Zur exemplarischen Umsetzung wird zunächst ein Mikro-Schleifkopf (GrindBall) entwickelt. Hierbei sollen ein elektromagnetisches Lagerungssystem und ein fluiddynamischer Antrieb verknüpft werden, um einen kugelförmigen Schleifkörper von wenigen Millimetern Größe anzutreiben und mit diesem einen Abtrag zu erzielen. Durch den kugelförmigen Aufbau kann die Rotationsachse nahezu beliebig zum aktuellen Kontaktpunkt der Bearbeitung ausgerichtet und so eine möglichst hohe Schnittgeschwindigkeit erzielt werden. Durch das Fehlen einer festen Rotationsachse wird es als „achsenloses Mikroschleifwerkzeug“ bezeichnet. Der Einsatzbereich wird zunächst auf einfache Geometrien, wie rotationssymmetrische Kavitäten mit Abmessungen in der Größe des Schleifkörpers, beschränkt. Anhand der entwickelten Methodik sollen sich hieraus später mit überschaubarem Aufwand neue Module ableiten lassen, die eine Bearbeitung von komplexeren Werkstückgeometrien, insbesondere von Freiform-Mikrostrukturen ermöglichen. Am Ende der ersten Förderphase steht die prototypische Umsetzung des entwickelten GrindBall-Konzeptes, das an kleinen Werkzeugmaschinen erprobt werden soll.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1476: Kleine Werkzeugmaschinen für kleine Werkstücke
• Beteiligte Person: Professor Dr.-Ing. Hans Josef Rath (†)