Flexible Mono- und Multilayermikroschleifwerkzeuge für die Ultrapräzisions- und Mikrobearbeitung von duktilen Werkstoffen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Berend Denkena; Professor Dr.-Ing. Marc Christopher Wurz
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien ; Produktionsautomatisierung und Montagetechnik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 330019901

• Erstellungsjahr: 2020

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Im Rahmen dieses Vorhabens wurde eine Prozesskette zur Fertigung von Monolayer-Polierwerkzeugen und Mulitlayer-Schleifwerkzeugen entwickelt. Für beide Werkzeugtypen wurde die Dünnschicht-Technologie, speziell das Spin-Coating eingesetzt. Als Bindemittel für die Werkzeuge wurde ein Fotolack auf Polyimid-Basis eingesetzt. Dieser erlaubte die Variation der Werkzeuggeometrie über das Belichten mittels Schattenmasken. Als Abrasiv kamen Siliziumcarbid und kubisches Bornitrid zu Einsatz. Die Untersuchung des Einsatzverhaltens der Werkzeuge zeigte, dass mit den entwickelten Polierwerkzeugen eine deutliche Rauheitsreduktion von bis zu 200 % je Polierstufe erreicht werden konnte. Um dies zu erreichen, wurde ein Feder-Dämpfer-Modell erstellt, um gezielt das Bearbeitungsergebnis vorhersagen zu können. Die Multilayerschleifwerkzeuge zeigten ein selektives Verschleißverhalten der einzelnen Schichten, das genutzt werden kann, um Ribletstrukturen auf technischen Oberflächen zu applizieren. Das Aspektverhältnis von 0,4 konnte durch den untersuchten Selbstschärfe-Effekt auch über große Flächen wiederholgenau erzeugt werden.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Flexible mono- and multilayer micro grinding tools for ultra-high precision processing and micro machining, 18th Euspen Int. Conf., S. 151-152, Venedig, 2018
  Asadi, E.; Hockauf, R.; Denkena, B.; Grove, T.; Wurz, M.
  
• Grinding of riblets with “beaver tooth” multi-layer tools, 4th CIRP Conf. on Surface Integrity, Procedia CIRP, S. 155-159, 2018
  Hockauf, R.; Asadi, E.; Denkena, B.; Grove, T.; Wurz, M.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.procir.2018.05.089)
• Innovatives Verfahren zur Herstellung von Schleifscheiben, Produktionstechnik Hannover informiert (phi), Ausgabe 08/18, 2018
  Asadi, E.
  
• Hai-Tech spanend fertigen, Werkstatt und Betrieb, Ausgabe 07-08/19, 2019
  Hockauf, R.; Asadi, E.; Denkena, B; Wurz, M.
  
• Immer scharfe Schleifwerkzeug, Fachmagazin Mikroproduktion, Ausgabe 0120, 2020
  Asadi, E.; Kuhlemann, P.; Denkena, A.; Krödel, A.; Wurz, M.