Projekttitel:
Ressourceneffiziente Endbearbeitung durch elektrochemisches Abtragen mit prozesszustandsabhängiger Kathodenbestromung (SwitchECM)
Laufzeit:
01.09.2017 - 28.02.2021
Downloads:
Kurzbeschreibung:
Ressourceneffiziente Bearbeitung komplexer Werkstücke mit Strom
Die Fertigung von Bauteilen mit komplexen innenliegenden Formkonturen für z.B. den Automobilbau, die Luftfahrt- oder Medizintechnik stellt eine erhebliche technische Herausforderung dar. Derartige Bauteile werden derzeit in zeitlich und mitunter räumlich voneinander getrennten Fertigungsstufen hergestellt. Durch die einzelnen Fertigungsschritte erhöhen sich Form- und Lagefehler, die zu einem zusätzlichen Aufwand in der Qualitätssicherung führen.
Mit Hilfe der im Rahmen des Projekts SwitchECM angestrebten Technologie wird es möglich sein, die Fertigung komplexer Bauteile ohne Umbau durchzuführen und gleichzeitig die Präzision an die jeweilige Bearbeitungsaufgabe anzupassen. Basis ist die elektrochemische Metallbearbeitung, bei der durch Anlegen einer Spannung zwischen Werkzeug und Werkstück über einen flüssigen Ionenleiter, den Elektrolyt, gezielt Material am metallischen Werkstück entfernt wird. Eine wesentliche Bedeutung hat hierbei das Werkzeug (Kathode), das an separaten Flächen mit unterschiedlichen elektrischen Strömen beschaltet werden soll.
Dieser neue Ansatz der vom Prozesszustand abhängigen Stromstärke an der Werkzeug-Kathode geht weit über den gegenwärtigen Stand der Technik hinaus. Neben der Konzipierung von innovativen Werkzeug-Kathoden erfordert diese Zielsetzung auch die Erforschung geeigneter Isolationsmaterialien und einer neuartigen Stromquelle. So kann intelligent und differenziert Strom an die einzelnen Kathoden-flächen angelegt werden. Dazu gehört ein Mess- und Steuerungskonzept, mit dem die Betriebszustände an den Kathoden erfasst und die Stromstärke entsprechend kontrolliert werden kann.
Das Vorhaben kann einen wesentlichen Beitrag zur Senkung des Ressourcenverbrauchs, insbesondere in der Serien- und Großserienfertigung leisten. Während die adressierten Bauteile derzeit in mehreren Teilarbeitsschritten und durch Einsatz mehrerer ressourcenintensiv hergestellter Formwerkzeuge bearbeitet werden, ermöglicht die SwitchECM-Technologie dies in einer Bearbeitungsstufe. Die daraus resultierende Effizienzsteigerung macht die elektrochemische Metallbearbeitung attraktiver für neue Anwendungsfelder und manifestiert die Rolle Deutschlands als einen führenden Anbieter für elektrochemische Technologien.
Beteiligte Forschungsstellen und deren Aufgaben:
SITEC Industrietechnologie GmbH, Chemnitz (Verbundkoordinator)
Aufgabe:
Kathoden- und Vorrichtungskonzept
Kontakt:
Dr.-Ing. Robin Schulze
SITEC Industrietechnologie GmbH
Bornaer Straße 192
09114 Chemnitz
Tel: +49 371 4708-359
E-Mail: robin.schulze@sitec-technology.de
Leukhardt Schaltanlagen Systemtechnik GmbH, Magdeburg
Aufgabe:
Elektrochemische Prozess-Energie-Quelle für die prozesszustandsabhängige Kathodenbestromung
Kontakt:
IfU Diagnostic Systems GmbH, Lichtenau
Aufgabe:
Intelligente Steuerung des zeitabhängigen Mehrkathodenstromes
Kontakt:
Swen Marke
Tel: +49 37208 889-17
E-Mail: sma@ifu.de
Porzellanmanufaktur Reichenbach GmbH, Reichenbach
Aufgabe:
Neuartige Keramik-Sandwich-Elektroden
Kontakt:
Benseler Sachsen GmbH & Co. KG, Frankenberg
Aufgabe:
Anforderungen, Realisierung der Demonstratoren und Anwendungsfelder
Kontakt:
TU Chemnitz
Aufgabe:
Gestaltung und Multiphysiksimulation des elektrochemischen Abtragens
Kontakt:
Prof. Dr. Andreas Schubert
Tel: +49 371 531-34580
E-Mail: mft@tu-chemnitz.de
