Vorrangiges Ziel für die Umsetzung der Prozessoptimierung und -adaption für Fertigungsprozesse zur Herstellung hochpräziser optischer Komponenten ist es, die Präzision und Produktivität der Fertigung durch einen datenbasierten Regelkreis zu erhöhen. Dieser innovative Ansatz ermöglicht es, während des Produktionsprozesses kontinuierlich Daten zu erfassen und diese zur Optimierung der Fertigungsprozesse zu nutzen. Die Analyse dieser Daten spielt eine entscheidende Rolle bei der Erkennung von Qualitätsmängeln und der Umsetzung von Maßnahmen zur Maximierung von Effizienz und Genauigkeit. Insbesondere wird die Feedback-Loop bei der Erforschung neuartiger und kombinierter Fertigungsverfahren für hochpräzise optische Komponenten eingesetzt.
Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf dem Ultrapräzisionsfräsen. Das Zentrum für Ultrapräzisionsfräsen erforscht im Rahmen des Exzellenzclusters "PhoenixD" das Potenzial des Ultrapräzisionsfräsprozesses zur Steigerung von Präzision und Produktivität. Durch den Einsatz eines einstufigen Fräspolierprozesses mit Diamantschneiden können beispielsweise Herausforderungen bei der automatisierbaren Bearbeitung komplexer Geometrien und unterschiedlicher Materialien überwunden werden. Die Integration neuer Fertigungsverfahren wie Additive Manufacturing in Kombination mit etablierten Fräsverfahren wird ebenfalls interdisziplinär untersucht: Im Fräsprozess werden unterschiedliche Werkstoffe wie Metalllegierungen, Glas und Polymere im Fräsprozessanalysiert. Weitere Forschungsarbeiten im Projekt PhoenixD konzentrieren sich auf die hochpräzise Positionierung mit dem Schwerpunkt der Entwicklung eines magnetisch gelagerten Linearaktuators. Dieser Aktor ermöglicht eine präzise und dynamische Ausrichtung von Bauteilen in der Fertigung, ähnlich einer Magnetschwebebahn. Die präzise Messung und Regelung von Kräften sowie Positionsabweichungen in Echtzeit werden durch die hohe Dynamik, Steifigkeit und Präzision des Linearaktuators gewährleistet. Übergeordnetes Ziel dieser Untersuchungen ist die Schaffung einer ganzheitlichen Prozesskette durch die flexible und modulare Verknüpfung aller Produktionsprozesse zur Unterstützung einer adaptiven Fertigung. Der Linearaktuator ermöglicht die individuelle Anpassung jedes gefertigten Bauteils und die Kompensation von Fertigungsabweichungen durch Kalibrierung während des Betriebs.
Insgesamt zielt das Projekt PhoenixD darauf ab, durch die Verknüpfung verschiedener Fertigungsprozesse zu einem Smart Manufacturing Grid (SMG) eine wirtschaftliche Produktion auch bei kleinen Losgrößen zu ermöglichen die Fertigungsgenauigkeit zu erhöhen und eine flexible, anpassungsfähige Produktionsumgebung zu schaffen.
Kontakt:
Für weitere Informationen steht Ihnen Jingcai Zhang, Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen der Leibniz Universität Hannover, unter Telefon +49 511 762 19763 oder per E-Mail (zhang@ifw.uni-hannover.de) gern zur Verfügung.
