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Hochgenaues Zerspanen in den Dimensionen des Mikrokosmos

Professur Mikrofertigungstechnik der TU Chemnitz nimmt neues Hochpräzisionsbearbeitungszentrum in Betrieb – Im Fokus stehen die Entwicklung und Erzeugung funktionaler Oberflächen

  • Michael Leibnitz (l.) und Prof. Dr. Andreas Schubert besprechen eine Testreihe am neuen hochpräzisen Bearbeitungszentrum. Foto: Pressefoto Schmidt
  • Dr. Henning Zeidler untersucht im Labor der Professur Mikrofertigungstechnik die Oberfläche von Probekörpern mit Hilfe eines Videomikroskopes. Foto: Pressefoto Schmidt

Jeder Gegenstand wird durch seine Oberfläche begrenzt. Diese muss einerseits oftmals hohe Beanspruchungen aushalten – zum Beispiel durch Wind, Sonne, Regen oder Reibung. Andererseits sollen viele Flächen über einen längeren Zeitraum spezifische Funktionen erfüllen. So gibt es unter anderem im Auto unzählige Funktionsflächen. Dazu gehören beispielsweise Blickflächen, Bremsflächen, Dichtflächen, Fügeflächen, Gleitflächen, Rollflächen, Strömungsflächen und Wälzflächen. Die gezielte Nutzung definierter Eigenschaften dieser Flächen sorgt letztendlich für einen hohen Fahrkomfort bei einem niedrigen Kraftstoffverbrauch, geringen Emissionen sowie einem ansprechenden Design. „Die Potentiale funktionaler Oberflächen sind jedoch noch lange nicht ausgereizt“, weiß der Leiter der Professur Mikrofertigungstechnik der Technischen Universität Chemnitz, Prof. Dr. Andreas Schubert. „Nicht nur im Maschinen- und im Automobilbau, sondern auch in der Energieerzeugung und -wandlung, beim Temperaturmanagement technischer Systeme sowie in der Medizintechnik gewinnen funktionale Oberflächen zunehmend an Bedeutung“. Eine Kernkompetenz der Professur liegt deshalb in der Entwicklung und Erzeugung funktionaler Oberflächen zur Erhöhung der Energie- und Ressourceneffizienz, insbesondere auch bei neuartigen Leichtbauwerkstoffen.

Mit einem hochpräzisen Bearbeitungszentrum im Institut für Werkzeugmaschinen und Produktionsprozesse stoßen die Wissenschaftler nun in eine neue Dimension der Mikrofertigung vor. „Wir können dank einer hochpräzisen 5-Achs-Kinematik, hydrostatischer Achsen und Führungen sowie eines umfangreichen Temperaturmanagements innerhalb der Maschine Oberflächenstrukturen mikrometergenau herstellen und mit der Genauigkeit in der Größenordnung eines winzigen Bakteriums zerspanen“, freut sich Schubert. Ein Hochpräzisionsbearbeitungszentrum der Firma KERN Microtechnik ermögliche den Einsatz unterschiedlicher Bearbeitungstechnologien. Dazu gehören zum Beispiel Mikrobohren, Glanz- und Mikrofräsen sowie Koordinatenschleifen in Kombination mit verschiedenen Kühlschmierstrategien, um in Abhängigkeit des adressierten Anwendungsgebietes anforderungsgerechte Oberflächeneigenschaften erzeugen zu können. Die neue Maschine im Gesamtwert von etwa 700.000 Euro wurde speziell für die Anforderungen der Professur Mikrofertigungstechnik konfiguriert und von der Deutschen Forschungsgemeinschaft sowie aus Landesmitteln des Sächsischen Staatsministeriums für Wissenschaft und Kunst finanziert.

Von der neuen Technik profitieren an der TU Chemnitz eine Reihe von Wissenschaftlern und Forschungsprojekten, unter anderem der Sonderforschungsbereich HALS, in dem hochfeste aluminiumbasierte Leichtbauwerkstoffe entwickelt, charakterisiert und bearbeitet werden. Darüber hinaus kommt das Hochpräzisionsbearbeitungszentrum auch den Studierenden - insbesondere in den technischen Studiengängen - zu Gute, welche die Maschine im Rahmen von Praktika sowie für die Bearbeitung wissenschaftlicher Aufgabenstellungen nutzen.

Ein Videobeitrag zur Inbetriebnahme des Hochpräzisionsbearbeitungszentrums findet sich im YouTube-Kanal der TU Chemnitz.

Weitere Informationen erteilen Prof. Dr. Andreas Schubert, Telefon 0371 531-34580, E-Mail andreas.schubert@mb.tu-chemnitz.de, sowie Dr. Andreas Nestler, Telefon 0371 531-35141, E-Mail andreas.nestler@mb.tu-chemnitz.de.

Mario Steinebach
08.08.2016

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