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DFG
FOR 1845
UP-HPC
DFG-Forschergruppe
FOR 1845
Ultra-Precision High Performance Cutting (UP-HPC)

Teilprojekt 1

Ultrapräzise Fräsbearbeitung mit mehreren Diamantwerkzeugen

Thermischer Aktor für den Einsatz in einem statischen Versuchsstand
Bild 1: Thermischer Aktor für den Einsatz in einem statischen Versuchsstand

In diesem Teilprojekt der Forschergruppe FOR1845 "UP-HPC" wird eine Positionsregelung rotierender Einzelschneiden auf der Basis kontrollierter thermisch induzierter Längenänderungen entwickelt.

Für die Anwendung in der Ultrapräzisionsbearbeitung ist es erforderlich, die Werkzeugschneiden im Bereich der kinematischen Rauheit diamantbearbeiteter Oberflächen (Sa < 10 nm) auf denselben Flugkreisradius einzustellen. Aufgrund der extrem geringen Toleranz kann dies nur mit einem rückgekoppelten Regelkreis realisiert werden. Hierzu wurde am LFM ein spezieller Aktor konstruiert, der die thermische Volumendehnung des Materials in eine gezielte einachsige Längenänderung überführt.

In einem statischen Versuchsstand (Bild 1) konnte gezeigt werden, dass sich mit Hilfe einer leistungsstarken Infrarot-LED eine thermische Längendehnung des Aktors von mehr als 1000 nm erreichen lässt. Durch die Rückkopplung der Ausdehnung in einen PI-Regler kann die Längendehnung zudem mit einer Genauigkeit von <10 nm gezielt eingestellt werden.

Aktuelle Arbeiten beschäftigen sich mit der Übertragung des Aktorkonzeptes in einen Spindelversuchsstand zum Test unter anwendungsnahen Bedingungen.

Forschungsstelle

LFM, Universität Bremen
Ansprechpartner: Dr.-Ing. Lars Schönemann (schoenemann@iwt.uni-bremen.de)