Batchgefertigte nachgiebige Mikroschleifwerkzeuge für die Endbearbeitung metallischer Oberflächen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Marc Christopher Wurz
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien ; Produktionsautomatisierung und Montagetechnik
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 418797794

Der Stand der Forschung zeigt steigende Anforderungen an die Leistungsfähigkeit von Bauteilen aus Kupfer auf, denen insbesondere mit sehr hohen Oberflächenqualitäten und mit funktionalisierten Oberflächen begegnet werden kann. Im Rahmen dieses Vorhabens sollen mit einem neuartigen Verfahren Mikroschleifwerkzeuge hergestellt werden. Bisher existieren allerdings noch keinerlei Erkenntnisse darüber, wie Mikroschleifwerkzeuge unter den herstellungsbedingten Randbedingungen der Dünnfilmtechnik für eine qualitätsgerechte Bearbeitung ausgelegt werden müssen. Um die beschriebenen Ziele zu erreichen, wird zunächst das Herstellungsverfahren für die Mikroschleifwerkzeuge betrachtet. Abgeleitet von den Anforderungen an die Mikroschleifwerkzeuge werden die Eigenschaften evaluiert. Parallel dazu wird eine elektrochemische Oxidation der Bauteiloberfläche zur Optimierung der mechanischen Präzisionsbearbeitung erforscht. Die entwickelten und für den Schleifeinsatz hergestellten Mikroschleifscheiben werden darauf folgend hinsichtlich ihres Einsatzverhaltens untersucht. Im nächsten Schritt wird eine Prozessmodellierung bezüglich der differenten Verhaltensweisen oxidierter und nicht oxidierter Oberflächen durchgeführt. Zudem wird das Abtragsverhalten anhand eines empirischen Modells beschrieben. Basierend auf der Fertigung geeigneter Mikrostrukturen werden die aufgestellten Modelle abschließend validiert und die Prozessstrategie überprüft. Hierbei soll das technologische und wirtschaftliche Potenzial der lithografisch hergestellten Werkzeuge identifiziert werden. Des Weiteren wird die aufgestellte Prozessstrategie zur Erzeugung mechanisch leichter zu bearbeitender Kupferoxide hinsichtlich eines Transfers auf weitere Metalle validiert. Abschließend erfolgt eine angepasste Werkzeugherstellung zum Transfer auf Anwendungsszenarien.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen