Elektromagnetische Ultrapäzisions-Linearführung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Berend Denkena
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 211652309

Ziel des hier beantragten Teilprojektes ist die Unterstützung des weltweit erstmalig zu realisierenden ultrapräzisen Hochleistungs-(HPC)-Diamantfräsprozesses mit dem Einsatz einer hochpräzisen elektromagnetischen Linearführung, welche statische, dynamische und thermische Führungsfehler während des Fräsprozesses kompensieren wird. Hierzu wird die Magnetführung im ersten Antragszeitraum entwickelt, aufgebaut und erforscht. Von zentralem Interesse ist dabei die Qualifizierung der Magnetführung für Führungsgenauigkeiten im Nanometerbereich. Hierfür werden neue Methoden zur Steigerung der Messgenauigkeit und -bandbreite, Steigerung der Reglergeschwindigkeit sowie Erhöhung der Aktordynamik erforscht. Der Schwerpunkt im zweiten Antragszeitraum ist die Untersuchung von Methoden zur Kompensation von statischen, dynamischen sowie thermisch bedingten Fehlern. So wird der Schlitten gezielt aktuiert, um eventuelle Linearitäts- oder Montagefehler zu kompensieren. Neben der Verkürzung von Einricht- und Justagezeiten, wird dadurch auch die Kompensation von Fertigungsfehlern der Führungsschienen und des Schlittens ermöglicht, was angesichts der Linearitätsanforderung von 500 nm Abweichung auf 300 mm Verfahrweg zu einer erheblichen Kostensenkung bei der Komponentenfertigung führen kann. Die Bewegungsfreiheitsgrade des Schlittens orthogonal zur Verfahrrichtung erlauben ferner Positionierfehler der untergelagerten Achse auszugleichen. Bei Erhöhung der Werkzeugdrehzahlen (von 2.000 min-1 auf 20.000 min-1) sind zudem zunehmende Störschwingungen des Werkzeugs durch minimale Restunwuchten zu erwarten. Diese werden durch die Erforschung von Methoden zur aktiven Schwingungsdämpfung im Nanometerbereich weitestgehend unterdrückt.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 1845: Ultrapräzise Hochleistungsbearbeitung