Mikroerodieren/Mikrolasern Zerspanung im Sog der Mikrotechnik

Redakteur: Bernhard Kuttkat

Mit der zunehmenden Miniaturisierung von Bauteilen gewinnen berührungslos arbeitende Fertigungsverfahren an Bedeutung. Mikroerodieren und Mikrolasern ermöglichen das Herstellen winziger Bauteile und filigraner Strukturen in einer Größenordnung von wenigen Mikro- oder Nanometern.

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Vorserientyp eines Mikro-Kardangelenks mit einer Länge von 270 µm und Bohrungsdurchmesser von 0,1 mm zur Aufnahme der Stifte; die Teile werden auf einer Mitsubishi-Drahterodiermaschine gefertigt, die Bohrungen senkerodiert.Bild: Mitsubishi Electric
Vorserientyp eines Mikro-Kardangelenks mit einer Länge von 270 µm und Bohrungsdurchmesser von 0,1 mm zur Aufnahme der Stifte; die Teile werden auf einer Mitsubishi-Drahterodiermaschine gefertigt, die Bohrungen senkerodiert.Bild: Mitsubishi Electric
( Archiv: Vogel Business Media )

Der Mikrosystemtechnik wird eine glänzende Zukunft vorausgesagt, denn winzige Bauteile und filigrane Funktions-oberflächen mit Mikro- oder gar Nanometer kleinen Strukturen sind zunehmend gefragt. Biotechniker beispielsweise wünschen sich Bauteile mit filigranen Fluidkanälen oder Mikropumpen auf Biochips. Die Automobilindustrie würde gerne die Einspritzdüsen von Benzin- und Dieselmotoren noch kleiner gestalten. Auch Hersteller von Sensoren sind dabei, die Miniaturisierung weiter voranzutreiben.

„Das Wachstum der Mikrotechnik wird trotz der prognostizierten konjunkturellen Abschwächung überdurchschnittlich bleiben und im Bereich von 20 bis 30% liegen“, konstatiert Dr. Thomas Weisener, Geschäftsführer der HNP Mikrosysteme GmbH in Parchim und Vorsitzender der Fachgruppe Micro Technology im VDMA.

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Beim Bearbeiten von solchen Mikrobauteilen stoßen die mechanischen Fertigungsverfahren dann an ihre Grenzen, wenn sich aufgrund der filigranen Strukturen die Bearbeitungskräfte oder eine Gratbildung negativ auf die Funktion des Bauteils auswirken. Auch an der Teilegeometrie, beispielsweise tiefen Kavitäten, können mechanische Verfahren scheitern. Unter solchen Bedingungen spielen berührungslos abtragende bearbeitende Verfahren wie Erodieren, Lasern und – seit wenigen Jahren — das sogenannte elektrochemische Fräsen ihre Vorteile aus.

Eine Domäne der Erodiertechnik ist der Werkzeug- und Formenbau. „Dort gewinnt die Mikroerosion immer mehr an Bedeutung in Betrieben, die sich zunehmend auf Werkzeuge für hochpräzise Bauteile spezialisieren“, betont Werner Tischler, Vertriebsprofi der Sodick GmbH in Magstadt.

Mikrotechnik setzt auf Funkenerosion

„Die Mikrotechnik hat bereits eine relativ große Bedeutung für die Funkenerosion, nicht unbedingt in der Stückzahl der verkauften Maschinen, sondern in der Umsetzung der erarbeiteten Techniken in Bereichen wie dem Werkzeug- und Formenbau“, weiß Hans-Jürgen Pelzers, Gesamtvertriebsleiter Erodiersysteme der Mitsubishi Electric Europe B. V. in Ratingen.

Er weist darauf hin, dass die Mikroerosion schon sehr weit entwickelt ist. „Die Standard-Spezifikationen für Oberflächenrauheit und Konturgenauigkeit unserer Maschinen werden im Allgemeinen bei der Suche nach den Machbarkeitsgrenzen deutlich überschritten. So können mit unserem Drahterodiersystem PA 20, dessen Spezifikation Oberflächengüten von Ra < 0,1 µm und Konturgenauigkeiten von ±2 µm garantiert, Oberflächengüten von Ra = 0,02 µm reproduzierbar hergestellt werden.“

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