Batchgefertigte nachgiebige Mikroschleifwerkzeuge für die Endbearbeitung metallischer Oberflächen

Dünnfilmtechnisch hergestellte Schleifwerkzeuge weisen großes Potenzial für die Fertigung hoher Oberflächengüten und für die Fertigung von Mikrostrukturen auf. Im Rahmen dieses Vorhabens ist das Ziel die Untersuchung und Modellierung der Zusammenhänge zwischen dem Herstellungsprozess und dem Einsatzverhalten der neuartigen, nachgiebigen Mikroschleifwerkzeuge. Hierbei soll auch das technologische und wirtschaftliche Potenzial der lithografisch hergestellten Werkzeuge identifiziert werden, insbesondere im Hinblick auf eine Batchfertigung. Um die Werkstückbearbeitung zu gewährleisten und das Werkzeugpotenzial aufzuzeigen, werden grundlegende Werkzeuge mit definierten Parametern entsprechend der Anforderungsprofile der Ultrapräzisions- und Mikrobearbeitung hergestellt. Die Charakterisierung des Einsatzverhaltens der Mikroschleifwerkzeuge stellt ein weiteres Ziel dieses Vorhabens dar. Dabei liegt das Hauptaugenmerk auf der Analyse der Zusammenhänge zwischen den Abrasiv- und Stützlayern sowie dem Einsatzverhalten und dem Fertigungsergebnis. Auf Grundlage der Untersuchungsergebnisse soll ein empirisches Verschleißmodell erstellt werden. Weiterhin zielt das Vorhaben auf die Entwicklung einer elektrochemischen Zelle zur Oxidierung von Kupferoberflächen. Mit diesem Prozess sollen die mechanischen Eigenschaften der Oberfläche gezielt gesteuert werden, um dem duktilen Verhalten des Kupfers während der Ultrapräzisions- und Mikrobearbeitung entgegen zu wirken. Dadurch können eine bessere Strukturierung und höhere Oberflächengüten ermöglicht werden. Die Zelle wird zudem in eine 5-Achs CNC-Fräsmaschine integriert, um die elektrochemische Bearbeitung des Werkstücks nahtlos in spanende Prozessabläufe einbinden zu können. Das Oxidverhalten der Kupferwerkstücke wird ebenfalls anhand der Ergebnisse modelliert. Des Weiteren erfolgt während des Vorhabens eine Validierung der Modelle und der Werkzeugherstellung. Anhand von definierten Anwendungsszenarien sollen dann angepasste Werkstücke hergestellt und getestet werden.