Anwendungsgebiet

Ultraschallunterstütztes Drehen

Ultraschallunterstütztes Drehen (Foto: Fraunhofer IPT Aachen)

Funktionsweise

Bei der Drehbearbeitung wird durch das eingespannte Werkzeug ein Span von der zu bearbeitenden Oberfläche abgenommen. Durch kontinuierliche Vorschub- und Zustellbewegungen wird ein Abtrag auf der Bearbeitungsoberfläche erzeugt.
Im Bereich der Ultrapräzisionszerspanung werden zum Erreichen höchster Genauigkeiten Diamantwerkzeuge eingesetzt. Die hohe Härte und Schärfe dieser Werkzeuge ermöglicht im Zusammenspiel mit entsprechender Maschinentechnik die Erzeugung optischer Oberflächengüten von Ra < 10nm und Formgenauigkeiten von P-V < 1µm.

Aktuell können allerdings nur NE-Metalle und Kunststoffe mit Diamantwerkzeugen bearbeitet werden. Die Bearbeitung eisenhaltiger Metalle ist derzeit in optischer Qualität nur durch ein nachträglichen Polieren erreichbar.
Durch die Überlagerung des Diamantwerkzeugs mit einer hochfrequenten und gerichteten Ultraschallschwingung in Schnittrichtung, kann der Werkzeugverschleiss bei der Bearbeitung eisenhaltiger Metalle drastisch verringert werden. Dies ermöglicht die ultrapräzise Herstellung von Stahlbauteilen mit optischen Oberflächen, beispielsweise als Formeinsatz für den Kunststoffspritzguss.

In Zusammenarbeit mit der soniKKs GmbH hat das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT in Aachen ein System entwickelt, welches durch eine gesteigerte Resonanzfrequenz und hohe Amplitude eine effiziente Bearbeitung von Stahl mit Diamantwerkzeugen ermöglicht.

Vorteile im Überblick

  • Verringerung des Werkzeugverschleisses durch die Ultraschallschwingung
  • Gesteigerte Bauteilzugänglichkeit durch Entwicklung eines Biegeschwingers
  • Optische Oberflächenqualität in Stahl

soniKKs Ultrasonics Technology GmbH

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