Grundlagenorientierte Optimierung der Mikrosenkerosion

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Fritz Klocke
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 41037847

Die Mikrofunkenerosion ist ein geeignetes Verfahren zum Mikrostrukturieren oder zur Herstellung kleiner Bauteile und wird z. B. für die Herstellung von Formeinsätzen für das Mikrospritzgießen eingesetzt. Der Prozess ist durch kleinste Entladeenergien sowie geringe Abtragraten gekennzeichnet. Die Genauigkeit der Abformung wird maßgeblich von Funkenspaltweite und Verschleiß der Elektrode beeinflusst. Ziel von Verbesserungsmaßnahmen ist die Erhöhung der Abtragrate zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit bei Erhaltung bzw. gleichzeitiger Verbesserung der Formgenauigkeit. Die Originalität dieses Forschungsvorhabens beruht auf drei Säulen: experimentelle Untersuchungen, Highspeedkameraaufnahmen sowie Modellierung und Simulation. Mit Hilfe dieser Kombination sollen entscheidende Stellgrößen „grundlagenorientiert“ identifiziert werden. Mit Hilfe der Experimente wird der Einfluss der verwendeten Dielektrikumadditive auf die Spaltweite, damit auf die Spülung und in der Folge auf die Zielgrößen Abtragrate, Abbildungsgenauigkeit und Oberflächenbeschaffenheit untersucht. Die Highspeedkameraaufnahmen geben Aufschluss darüber, wie sich die Pulveradditivierung auf die Ausbildung von Gasblasen um den Ort der Entladung und damit auf die Energieverteilung im Gesamtsystem Werkzeug, Werkstück und Dielektrikum auswirkt. Die gewonnenen Erkenntnisse fließen in die Modellierung und Simulation des Prozesses ein. Dies ist dann wiederum die Basis für Prozessoptimierungen. Zum weiteren VorhabenDas Ziel der beantragten Förderphase ist es, den Einfluss neuester Generatortechnologie in Kombination mit definiert veränderten Eigenschaften des Dielektrikums auf den Mikrofunkenerosionsprozess zu erforschen. Die bestehenden Ergebnisse sollen dadurch ergänzt werden, um einen erweiterten Erkenntnisgewinn zu ermöglichen. Speziell die Kombination beider Aspekte konnte bisher aufgrund fehlender Anlagentechnik nicht untersucht werden. Durch die seit kurzer Zeit am Lehrstuhl verfügbare Maschine Sarix SX-200 HPM kann nun dieser Zusammenhang überprüft und eine bessere Ergebnisbewertung vorgenommen werden. Alle Erkenntnisse sollen abschließend in einem technologiebasierten und anlagenunabhängigen Gesamtbeschreibungsmodell zusammengefasst werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen