Neues Ultraschallsystem erweitert Forschungspotenzial der Professur Mikrofertigungstechnik

TU Chemnitz investiert im Rahmen des Projekts „UltraSurface“ in hochpräzise Ultraschalltechnologie zur Entwicklung innovativer Fertigungsverfahren

Die Professur Mikrofertigungstechnik (Leitung: Prof. Dr. Andreas Schubert) der Technischen Universität Chemnitz hat ein neues Ultraschallsystem vom Typ „VibroCut Precision Line“ in Betrieb genommen. Das System wurde im Rahmen des durch die Sächsische Aufbaubank (SAB) geförderten Projekts „UltraSurface“ beschafft, wobei die Zuwendung aus Mitteln der Europäischen Union und aus Steuermitteln auf Grundlage des vom Sächsischen Landtag beschlossenen Haushaltes zur Verfügung gestellt wird. Das Ultraschallsystem dient der gezielten Überlagerung konventioneller Fräsprozesse mit Ultraschallschwingungen, um neue Wege bei der Oberflächenfunktionalisierung zu erschließen. Damit können erstmalig an der TU Chemnitz hochfrequente Schwingungen mit Schwingweiten von bis zu zehn Mikrometern präzise und reproduzierbar in rotierende Zerspanungswerkzeuge eingebracht werden. „Mit dem neuen Ultraschallsystem können wir Fertigungsprozesse erforschen, die bisher nur theoretisch beschrieben oder in Laborumgebungen mit angeregten Werkstücken realisiert wurden“, erläutert Richard Börner, Wissenschaftlicher Mitarbeiter für schwingungsüberlagerte Zerspanung an der Professur Mikrofertigungstechnik.

Ein zentrales Anwendungsfeld im Projekt „UltraSurface“ ist die Mikrostrukturierung von Klemmflächen mittels ultraschallschwingungsüberlagerten Fräsens. Durch die gezielte Modifikation der Oberflächenfeingestalt soll ein erhöhter Haftreibwert erzeugt werden, um die Prozesssicherheit und Kraftübertragung beim Spannen von Werkstücken zu verbessern. Ergänzend dazu ist vorgesehen, die neue Anlagentechnik für eine Vielzahl weiterer Forschungsfragen zu nutzen. So läuft derzeit eine Masterarbeit zum ultraschallschwingungsüberlagerten Mikrobohren von Titan, während perspektivisch auch vibrationsunterstützte Schleifverfahren untersucht werden sollen. „Die modulare Bauweise des Systems erlaubt es uns, künftig auch zusätzliche Komponenten wie Halter mit Spannzangenaufnahme oder Elemente zur torsionalen Anregung zu integrieren“, erläutert Börner. „Dadurch können wir verschiedene Schwingungsvarianten realisieren und unser Spektrum an vibrationsunterstützten Verfahren weiter ausbauen.“

Die Anschaffung des Ultraschallsystems versetzt die Professur Mikrofertigungstechnik in die Lage, werkzeugseitige Schwingungsüberlagerungen experimentell zu analysieren und darauf aufbauend neue Bearbeitungsverfahren bzw. -strategien für die Mikro- sowie Endbearbeitung zu entwickeln. Damit stärkt die TU Chemnitz ihre Kompetenzen in der ressourceneffizienten Produktion, speziell der hybriden Präzisionsfertigung, und schafft eine moderne Forschungsplattform, auf der innovative Ansätze gemeinsam mit Industriepartnern validiert werden können. „Das System ergänzt unsere bestehende Infrastruktur ideal und ermöglicht eine enge Verzahnung zwischen Grundlagenforschung und industrieller Anwendung“, betont Schubert. „Damit eröffnen sich für uns völlig neue Möglichkeiten, die nächste Generation präzisions- bzw. mikrotechnischer Fertigungsverfahren aktiv mitzugestalten. Gleichzeitig schaffen wir optimale Bedingungen, um Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler an modernster Fertigungstechnologie auszubilden.“ Und auch die Studierenden an der Fakultät für Maschinenbau profitieren von der neuen Technik.

Kontakt: Prof. Dr. Andreas Schubert, E-Mail: andreas.schubert@mb.tu-chemnitz.de, Telefon: +49 (0) 371 531-34580.

(Quelle: Professur Mikrofertigungstechnik)

Mario Steinebach
05.12.2025

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