Wirtschaftliche Ultrapräzisionsbearbeitung „speedUP“

Wirtschaftliche Ultrapräzisionsbearbeitung

Dr.-Ing. Lars Schönemann

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Die Arbeiten der Nachwuchsforschergruppe „speedUP“ zielen darauf ab, die gegenwärtig unverhältnismäßig langen Haupt- und Nebenzeiten der UP-Fertigung mit wissenschaftlichen Methoden und neuen interdisziplinären Konzepten drastisch zu reduzieren und dadurch die Wirtschaftlichkeit und Prozessicherheit ultrapräziser Bearbeitungsverfahren deutlich zu erhöhen. Dabei werden drei sich ergänzende und aufeinander bezogene wissenschaftliche Ansätze verfolgt:

  1. Reduzierung der Hauptzeiten durch eine allgemeine Erhöhung der Bearbeitungsgeschwindigkeit, z.B. durch den Einsatz von mehrschneidigen Diamantwerkzeugen oder durch die Integration hochdynamischer Aktoren in ultrapräzisen Werkzeugmaschinen in Verbindung mit einer zeitoptimalen Bahnsteuerung der verwendeten Werkzeuge.
  2. Reduzierung der Nebenzeiten durch die Erarbeitung (teil-)automatisierbarer Justier- und Wuchtstrategien sowie die aktive Störungskompensation durch hochdynamische Aktorik.
  3. Erhöhung der Prozesssicherheit durch modellbasierte Ansätze, beispielsweise durch eine Modellierung und Visualisierung komplexer Zusammenhänge bei der UP-Zerspanung zur Unterstützung der Maschinenbediener oder in Form einer Korrektur der Werkzeugbahnen auf Basis einer in-situ Analyse des dynamischen Verhaltens der Werkzeugmaschine.

Die im Rahmen der Nachwuchsforschergruppe betrachteten Prozesse umfassen sowohl konventionelle Prozesskinematiken mit geometrisch bestimmter Schneide, wie beispielsweise Diamantdrehen und -fräsen, als auch Sonderverfahren, wie das Mikroschneiden.