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FT > Ü. Mikroproduktionstechnik(+Mikrofunkenerosion) > Flashcards

Ü. Mikroproduktionstechnik(+Mikrofunkenerosion) Flashcards

1
Q

Funkenerosion (EDM - Electrical Discharge Machining) (DIN ?(1)?)

?(2)?, bei dem die an der Wirkstelle erforderliche Wärme durch eine ?(3)? auf das Werkstück übertragen wird.

A

(1) DIN 8590
(2) Thermisches Abtragverfahren
(3) elektrische Funkenentladung

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2
Q

Thermisches Abtragverfahren , bei dem die an der Wirkstelle erforderliche Wärme durch eine elektrische Funkenentladung auf das Werkstück übertragen wird.

Welches Verfahren?

A

Funkenerosion (EDM - Electrical Discharge Machining) (DIN 8590)

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3
Q

Abtragen (DIN 8590): Fertigen durch Abtragen von Stoffteilchen ohne ?(1)? Einwirkung.

A

(1) mechanische

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4
Q

Abtragende Fertigungsverfahren sind unabhängig von ?(1)? Eigenschaften der ?(2)?

A

(1) mechanischen

2) Werkstückmaterialien (E-Modul, Härte

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5
Q

Funkenerosion - Eigenschaften:

  • ?(1)? Formgebungsverfahren
  • Abtrag durch ?(2)?
  • Abtragprozess in ?(3)?
  • ?(4)? nach Überschreiten der ?(5)?
  • Erwärmung von ?(6)? über Schmelztemperatur / Verdampfungstemperatur
  • Entfernung von ?(7)? Material durch ?(8)? Kräfte

–> ?(9)? in Oberflächen beider Elektroden

A

(1) abbildendes
(2) elektrische Entladung
(3) dielektrischer Flüssigkeit
(4) Funkenentladung
(5) Durchschlagsfestigkeit
(6) Materialoberflächen
(7) aufgeschmolzenem
(8) hydromechanische
(9) kraterförmige Vertiefung

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6
Q

Nenne die Phasen der elektrischen Funkenentladung! (4)

A

1) Aufbauphase
2) Zündphase
3) Entladephase
4) Abbruchphase

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7
Q

Vergleich von Generatortypen in modernen EDM-Maschinen,

Nenne die zwei Generatortypen!

A

statischer Impulsgenerator

Relaxationsgenerator

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8
Q

Vergleich von Generatortypen in modernen EDM-Maschinen

–> FOLIE 8 ansehen!!!

A

!!!

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9
Q

Nenne mind. 2 Verfahrensvarianten der Funkenerosion! (6)

A 
Verfahrensvarianten: 
- Drahterosion 
- Senkerosion 
\_\_
- funkenerosives Schleifen 
- funkenerosives Fräsen 
- funkenerosives Bohren 
- drahterosives Schleifen
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10
Q

Funkenerosion (Senkerosion und Drahterosion) - Entstehung der Oberflächentopographie

1) Einzelentladung erzeugt was?
2) Durch was entsteht eine aperiodische flachmuldige Textur?

A

1) Entladekrater

2) durch zeitliche und örtliche Überlagerung einer Vielzahl von Entladekratern

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11
Q

Unterscheide die beiden Abbildungen der Oberfläche von Senkerosion und Drahterosion (siehe Folie 10!!!)

A

…

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12
Q

1) Nenne entstehende Oberflächeneigenschaften (Fehler) durch die Funkenerosion bzw. den chemischen Einfluss auf die Oberfläche!
2) Entfernung dieser Fehler möglich durch?
3) Was kann die Entfernung bewirken?

A

1) Eigenspannungen, Mikrorisse und Änderungen in der Mikrostruktur
2) mechanische und chemische Maßnahmen
3) Verbesserung der Eigenschaften und Oberflächenqualität

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13
Q

Oberflächenaufnahme nach Grobbearbeitung, Fertigbearbeitung und polieren
–> siehe Folie 12!!

A

!

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14
Q

Spaltkonditionen

Auftritt der elektrischen Entladung definiert durch? (3)

A

Oberflächenbeschaffenheit

Abtragpartikel

dielektrische Flüssigkeit

andere Effekte (wie Spülmethode, Skin Effect)

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15
Q

Wichtige Eigenschaften für die Werkzeugelektrode: ?? (3)

A

hohe elektrische Leitfähigkeit

hohe Wärmeleitfähigkeit und hoher Schmelzpunkt

hohe Abtragraten

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16
Q

Einteilung der Materialien

Senkerosion: Graphit, Kupfer, Wolfram-Kupfer, Wolfram, Hartmetall

Drahterosion: Messing, Zink beschichteter Draht

A

…

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17
Q

Nenne 3 Herstellungsmöglichkeiten für Werkzeugwerkstoffe!

A

Fräsen (3D-Formen)

Drahterosion (2D-Formen)

LIGA-Technik

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18
Q

Trockenfunkenerosion

Flüssiges Dielektrikum wird durch ?? ersetzt

A

Gas

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19
Q

Trockenfunkenerosion

Flüssiges Dielektrikum wird durch Gas ersetzt, Folgen: ?? (2)

A

Reduzierung der dynamischen Viskosität

Erhöhung der Strömungsgeschw. im Arbeitsspalt:

  • Verbesserung der Spülbedingungen
  • Unabhängigkeit vom Dielektrikumsbecken
  • Bearbeitung in vorher nicht realisierbaren Positionen
  • anknüpfende Reinigung des Werkstücks hinfällig
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20
Q

Materialspektrum bei Funkenerosion

Bearbeitbare Werkstoffe müssen elektrisch leitfähig sein (kappa > 0,01 S/cm)

Wahr/Falsch

A

Wahr

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21
Q

Der Abtragprozess bei der Funkenerosion ist abhängig von den mechanischen Eigenschaften der Werkstoffe.

Wahr/Falsch?

A

FALSCH

  • -> unabhängig
  • -> entscheidend sind thermische und elektrische Eigenschaften
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22
Q

Materialspektrum bei Funkenerosion

Der Abtragprozess ist abhängig von welchen Eigenschaften? (2)

A

thermischen und elektrischen Eigenschaften

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23
Q

Nenne eine Verwendungsmöglichkeiten der Funkenerosion!

A

Abtrennen von 3D-gedruckten Bauteilen

Rest Folie 21

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24
Q

Nenne Vorteile der Funkenerosion! (5)

A

Vorteile:
- hohe geometrische Komplexität erreichbar

  • nahezu prozesskräftefrei, dadurch einsetzbar für Mikrobearbeitung
  • Bearbeitungsprozess ist unabh. von Härte und Festigkeit des Werkstückmaterials
  • -> Bearbeitung harter Werkzeugmaterialien möglich!!
  • geringe Fertigungstoleranzen (…)
  • hoher Automatisierungsgrad durch autonomen Betrieb
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25
Q

Nenne Nachteile der Funkenerosion! (4)

A

Nachteile:
- geringe Abtragrate, deshalb meist nicht einsetzbar für die Massenfertigung

  • thermische Beeinflussung der Bauteilrandzone
  • problematische Abfallentsorgung
  • Werkstück muss elektrisch leitfähig sein
26
Q

Mikroproduktionstechnik ist definiert als die Produktion von ?(1)?, die mindestens eine ?(2)? oder mindestens ein ?(3)? im ?(4)? aufweisen

A

(1) Gütern
(2) kritische Abmessung
(3) funktionales Merkmal
(4) einstelligen Mikrometer-Bereich

27
Q

Fertigungsverfahren in der Mikroproduktionstechnik

–> siehe Übersicht auf Folie 27(3)

A

…

28
Q

Technologievergleich Hoch- und Ultrapräzisionsbearbeitung

–> siehe FOLIE 28(4)!!

A

!!

29
Q

HP-Fräsen (Mikrofräsbearbeitung)

Formeinsätze für den Mikro-Kunststoffspritzguss, Prägwerkzeuge, Stanzwerkzeuge, Formelektrode

Stahl bis 62 HRC, WCu, Graphit, Kupfer, Titan, Messing, Aluminium, diverse Kunststoffe

Erreichbare Fertigungstoleranzen: >= 2 mikrometer

minimale Konturabmessung: >= 20 mikrometer

Oberflächenrauheit: Ra >= 0,05 mikrometer

Prozessüberwachung notwendig

(Nur lesen)

A

…

30
Q

Nenne Anwendungsfelder des Hochpräzisionsfräsens (HP-Fräsen)! (4)

A

Werkzeug- und Formenbau (Mikrostrukturierung an großen Bauteilen)

Feinwerktechnik (direkte Produktherstellung)

schwer zerspanbare Werkstoffe (Bearbeitung keramischer Werkstoffe)

Medizin- und Biotechnische Produkte (hohe Anforderung an Präzision)

31
Q

HP-Zerspanung

Nenne ein paar Einflüsse auf das Prozessergebnis!

A

Formgenauigkeit

Rauheit

Werkzeug

Prozesskräfte

Kosten

Zeit

Werkzeugmaschine

Umgebung

Technologie

Prozesskontrolle

32
Q

HP-Zerspanung - Maschinentechnik

Nenne Maschinenkomponenten! (5)

A

Maschinengestell

Antriebe

Steuerung

Lager

Spindeln

33
Q

HP-Zerspanung - Maschinengestell

Maschinengestell ist meist aus Granit oder Reaktionsharzbeton

hohe ?(1)? und günstiges ?(2)? Verhalten (notwendig)

A

(1) Werkstoffdämpfung

(2) thermisches

34
Q

HP-Zerspanung - Maschinengestell - Steuerung

Positionierungsgenauigkeit : Zusammenspiel von was? (3)

A

Führung, Antrieb und Messsystem

35
Q

HP-Zerspanung - Maschinengestell - Steuerung

Arbeitsgenauigkeit: ?(1)? Präzision, Kompensation ?(2)? in der Steuerung

A

(1) mechanische

(2) systematischer Fehler

36
Q

HP-Zerspanung - Maschinengestell - Lager

Welche Lagerung weist eine hohe Steifigkeit und geringe Reibung auf?

A

Hydrostatische Lagerung

37
Q

HP-Zerspanung - Maschinengestell - Lager

Welche Lagerung steht für geringe Reibung und hohe Präzision der Bewegungsführung?

A

Aerostatische Lagerung

38
Q

Worauf basieren dynamische oder statische Lagerungen? (2)

A

Luft

Öl

39
Q

HP-Zerspanung - Maschinengestell - Spindeln

Drehzahlen bis zu 250.000 1/min erforderlich.

Darum häufig ?(2)? eingesetzt

A

Hybridkugellager

40
Q

Hybridkugellager weisen welche wichtigen Eigenschaften auf? (2)

A

niedrige thermische Belastung

reduzierte Reibung und Verlustleistung

41
Q

HP-Zerspanung - Maschinengestell - Spindeln

Es werden selten aerostatisch oder hydrostatisch gelagerte Spindel eingesetzt.

Wahr/Falsch?

A

Wahr

42
Q

HP-Zerspanung - Maschinengestell - Spindeln

Spindelwachstum aufgrund thermischer Dehnung

Kompensation durch?

A

Sensoren

43
Q

Werkzeuge bei der Hochpräzisionszerspanung:

  • Fräswerkzeuge D = 0,1mm bis D=1mm
  • Gewindefräser bis M1
  • Ultrafeinkornhartmetall mit unterschiedlichen Beschichtungen

(Nur lesen)

A

…

44
Q

Werkzeugarten bei der Hochpräzisionszerspanung

–> siehe FOlie 38(14)

A

…

45
Q

Hochpräzisionszerspanung

Entwicklung der Werkzeugmakrogeometrie

Leistungsfähigkeit der neuen Werkzeuge:

  • erheblich niedrigere ?(1)?
  • Erhöhung der ?(2)? um 30%
  • Bearbeitung von Stahl bis zu ?(3)?
  • frei konfigurierbare ?(4)?

Ergebnis:
- 50% Steigerung der ?(5)? und ?(6)?

  • 85% Verkürzung der ?(7)?
A

(1) Bruchneigung
(2) Standzeit
(3) 62 HRC
(4) Geometrie
(5) Schnittgeschwindigkeit
(6) Zahnvorschübe
(7) Bearbeitungszeit

46
Q

Hochpräzisionszerspanung

Schneidkantenpräparation:
- Erhöhung der ?(1)? und des ?(2)?

  • ?(3)? der Schneide
  • Verbesserung der ?(4)?
  • Steigerung der ?(5)? - Verbesserung des Reibwerts zwischen Werkzeug, Werkstück und Span
A

(1) Verschleißbeständigkeit
(2) Leistungsvermögens
(3) Stabilisierung
(4) Schichthaftung
(5) Oberflächengüte

47
Q

Hochpräzisionszerspanung

Mechanische Verfahren zur Schneidkantenpräparation: ?? (2)

A

Tauchgleitläppen

Strömungsschleifen

(Strahlen, Bürsten, Magnetfinish)

48
Q

Werkzeugbeschichtung

–> Siehe Folie 18!

A

!

49
Q

Hochpräzisionszerspanung/Hochpräzisionsfräsen

Vorteile: ?? (3)

A

Vorteile:
- schnelles Verfahren mit hoher geometrischer Flexibilität

  • weites Materialspektrum bearbeitbar
  • hohe Aspaktverhältnisse können realisiert werden
50
Q

Hochpräzisionszerspanung/Hochpräzisionsfräsen

Nachteile: ?? (4)

A

Nachteile:
- Strukturen unter 20 mikrometer können kaum gefertigt werden

  • Oberflächenrauheit unter 60 nm (Ra) kaum möglich
  • Werkstoffe nur bis etwa 62 HRC bearbeitbar
  • hohe Anforderungen an Maschinentechnik (z.B. Spindelsysteme)
51
Q

Anwendungsgebiete der Ultrapräzisionszerspanung: ?? (2)

A

Direktfertigung (Prototypenbau, Einzelteile, Kleinserien)

Werkzeug- und Formenbau für Abformungen

52
Q

UP-Zerspanung

Traditionelle Ultrapräzisionsbearbeitung: Diamant-Drehen

–> siehe Folie 50(6)!!

A

…

53
Q

Ultrapräzisionsbearbeitung: Fräsen

–> Folie 51(7) !!!

A

…

54
Q

Ultrapräzision-Zerspanung (UP-Zerspanung)

Grooving, Fly Cutting

Rotierendes Werkzeug am Umfang: ?(1)?

Rotierendes Werkzeug an der Stirnseite: ?(2)?

A

(1) Grooving

(2) Fly-Cutting

55
Q

Fly-Cutting: Herstellung von ??

A

planarer und torischer Flächen

56
Q

Grooving: Herstellung von ??

A

Grabenstrukturen unterschiedlichster Form

57
Q

Ultrapräzisionsschleifen (siehe Folie 53(9))

A

…

58
Q

Nenne Werkzeuge der Ultrapräzisionszerspanung (UP-Zerspanung)! (5)

A

Naturdiamant, monokristallin

künstlich hergestellte Diamanten

Facetten oder Radiuswerkzeuge

Radiuswelligkeit der Schneide P-V < 0,1 mikrometer

Schneidkantenradius 20 < rsubbeta < 50 nanometer

59
Q

Slow-Slide-Servo, Fast-Tool-Servo

–> Folie 55(11)

A

…

60
Q

Maschinen der UP-Zerspanung:

–> siehe Folie 56(12)!!!

A

!!

61
Q

Doppelseiten Ultrapräzisionsbearbeitungsmaschine

Motivation: Fertigung Doppelseitiger UP-Werkstücke derzeit nicht prozesssicher und wirtschaftlich herstellbar

Ziel: ?? (3)

Vorgehensweise:

  • Entwerfen eines neuen Maschinenkonzepts
  • Auslegung der Maschinenkomponenten
  • Versuchsdurchführung
A

Ziel:
- Steigerung der Wirtschaftlichkeit

  • Steigerung der Prozesssicherheit
  • Automatisierung von UP-Fertigung

(Aufbau Folie 15)

62
Q

Zusammenfassung - Ultrapräzisionsbearbeitung

Hoher ?(1)? für Maschinen, Messtechnik und Prozessumgebung

hohe ?(2)? für qualitativ hochwertige Werkzeuge

erfordert ?(3)? Personal

wirtschaftlich im ?(4)?- und ?(5)?

gefertigte Abformwerkzeuge können für alle ?(6)? eingesetzt werden

stark additive industrielle und universitäre Forschung zur Überwindung der momentanen Defizite

erhebliches Potential zur Fertigung hochgenauer Formen

A

(1) Investitionsaufwand
(2) Preise
(3) hochqualifiziertes
(4) Prototypen-
(5) Werkzeugbau
(6) Abformprozesse

FT (19 decks)

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