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Mikrofräsen von PMMA mit vollkeramischen Werkzeugen

  • Tobias Mayer

    Dipl.-Ing. Tobias Mayer, geb. 1994, studierte Maschinenbau an der Technischen Universität Kaiserslautern. Seit Dezember 2018 ist er Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl FBK der RPTU Kaiserslautern.

     EMAIL logo     , Sonja Kieren-Ehses

    Dipl.-Ing. Sonja Kieren-Ehses, geb. 1989, studierte Maschinenbau an der Technischen Universität Kaiserslautern. Seit August 2017 ist sie Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Lehrstuhl FBK der RPTU Kaiserslautern.

         , Julius Meinlschmidt

    Julius Meinlschmidt, B. Sc., geb. 1997, studiert seit 2022 im Master Produktionstechnik an der RPTU Kaiserslautern. Seit 2021 ist er studentische Hilfskraft im Bereich Mikrofräsen am Lehrstuhl FBK.

         , Benjamin Kirsch

    PD Dr.-Ing. habil. Benjamin Kirsch, geb. 1981, studierte Maschinenbau an der Technischen Universität Kaiserslautern. Seit 2008 ist er Mitarbeiter am Lehrstuhl FBK der RPTU Kaiserslautern und dort seit 2012 Oberingenieur für den Bereich Fertigungstechnologie.

         and Jan C. Aurich

    Prof. Dr.-Ing. Jan C. Aurich, geb. 1964, studierte Maschinenbau mit dem Schwerpunkt Produktionstechnik an der Leibniz-Universität Hannover und der Colorado State University. Seit 2002 leitet er den Lehrstuhl für Fertigungstechnik und Betriebsorganisation (FBK) an der RPTU Kaiserslautern.
Published/Copyright: March 13, 2024
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Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb
From the journal Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb Volume 119 Issue 3

Abstract

Das Mikrofräsen mit Hartmetallwerkzeugen ist ein weit verbreitetes Verfahren zur Herstellung von Mikrostrukturen, während technische Keramiken als Werkzeugsubstrat bisher nicht zum Einsatz kommen. In vorangegangenen Untersuchungen hat sich beim Mikrofräsen von PMMA (Polymethylmethacrylat) ein deutlicher Verschleißvorteil gegenüber Hartmetallwerkzeugen gezeigt. In dieser Studie war es das Ziel, den Einfluss der Mikrofräsparameter (Zahnvorschub, Spindeldrehzahl) auf die Prozessergebnisse beim Mikrofräsen von PMMA zu ermitteln. Dabei wurde mit einem höheren Zahnvorschub der Werkzeugverschleiß um 50 Prozent reduziert, und es wurde gezeigt, dass die Oberflächenrauheit ausschließlich von der Prozesskinematik abhängt.

Abstract

Micro-milling with carbide tools is a widely used process to produce microstructures, however technical ceramics have not yet been used as a tool substrate. Previous studies have shown a clear wear advantage when micromilling PMMA (polymethyl methacrylate) compared to carbide tools. The aim of this study was to determine the influence of the micromilling parameters (feed per tooth, spindle speed) on the process results when micromilling PMMA. The results show that a higher feed per tooth reduced the tool wear by 50 %, and that the surface roughness depends solely on the process kinematics.

Keywords: Micro Milling; Ceramic Tool Substrates; Allceramic Micro End Mills; Tool Grinding; Tool Wear
Schlüsselwörter: Mikrofräsen; Keramische Schneidstoffe; Vollkeramische Mikrofräswerkzeuge; Schleifende Werkzeugherstellung; Werkzeugverschleiß

Hinweis

Bei diesem Beitrag handelt es sich um einen von den Mitgliedern des ZWF-Advisory-Board wissenschaftlich begutachteten Fachaufsatz (Peer Review).

Tel.: +49 (0) 631 205-3473

About the authors

Dipl.-Ing. Tobias Mayer

Dipl.-Ing. Tobias Mayer, geb. 1994, studierte Maschinenbau an der Technischen Universität Kaiserslautern. Seit Dezember 2018 ist er Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl FBK der RPTU Kaiserslautern.

Dipl.-Ing. Sonja Kieren-Ehses

Dipl.-Ing. Sonja Kieren-Ehses, geb. 1989, studierte Maschinenbau an der Technischen Universität Kaiserslautern. Seit August 2017 ist sie Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Lehrstuhl FBK der RPTU Kaiserslautern.

Julius Meinlschmidt

Julius Meinlschmidt, B. Sc., geb. 1997, studiert seit 2022 im Master Produktionstechnik an der RPTU Kaiserslautern. Seit 2021 ist er studentische Hilfskraft im Bereich Mikrofräsen am Lehrstuhl FBK.

PD Dr.-Ing. habil. Benjamin Kirsch

PD Dr.-Ing. habil. Benjamin Kirsch, geb. 1981, studierte Maschinenbau an der Technischen Universität Kaiserslautern. Seit 2008 ist er Mitarbeiter am Lehrstuhl FBK der RPTU Kaiserslautern und dort seit 2012 Oberingenieur für den Bereich Fertigungstechnologie.

Prof. Dr.-Ing. Jan C. Aurich

Prof. Dr.-Ing. Jan C. Aurich, geb. 1964, studierte Maschinenbau mit dem Schwerpunkt Produktionstechnik an der Leibniz-Universität Hannover und der Colorado State University. Seit 2002 leitet er den Lehrstuhl für Fertigungstechnik und Betriebsorganisation (FBK) an der RPTU Kaiserslautern.

Danksagung

Die Autoren danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) für die Förderung der beschriebenen Arbeiten im Rahmen des Projekts „Entwicklung und Untersuchung vollkeramischer Mikrofräswerkzeuge mit Durchmessern ≤ 50 μm“ (Projektnummer 407558930 – assoziiertes Projekt SFB 926 – Projekt-ID 172116086).

Hinweis

Die Nennung von Herstellern erfolgt aus Gründen der Vollständigkeit und bedeutet nicht, dass die angegebenen Produkte von den genannten Firmen bereitgestellt wurden, oder dass die angegebenen Produkte die bestmögliche Lösung für den jeweiligen Anwendungsfall darstellen.

Literatur

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Published Online: 2024-03-13
Published in Print: 2024-03-31

© 2024 Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston, Germany

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  35. Vorschau
  36. Vorschau
https://doi.org/10.1515/zwf-2024-1027
Keywords for this article
Micro Milling; Ceramic Tool Substrates; Allceramic Micro End Mills; Tool Grinding; Tool Wear

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