Ultrapräzisionsschleifen (UP-Schleifen)

Zur Erzeugung der für die optischen Komponenten geforderten hohen Oberflächenqualitäten ist ein duktiler Zerspanungsprozess notwendig. Hierzu dringt das Schleifkorn bei der Spanbildung in die Werkstückoberfläche ein und führt als Reaktion an dieser Stelle zunächst zu einer elastischen Verformung des Werkstoffs.

Die Spanbildung setzt ein, wenn die Phase der elastischen Verformung in eine plastische Verformung des Werkstoffes übergeht. Dieser Vorgang entsteht nur beim Unterschreiten einer kritischen Spanungsdicke. Kleine Diamantkorngrößen in hoher Konzentration, geringe Vorschubgeschwindigkeiten und Zustellungen sowie hohe Schnittgeschwindigkeiten fördern diesen Spanbildungsmechanismus.

Je nach Werkstückgeometrie ergeben sich beim Schleifen unterschiedliche Eingriffsbedingungen für die Schleifscheibe. Diese können mitunter Auswirkungen auf das Ergebnis des Schleifprozesses in Form von Form- und Maßungenauigkeit sowie Oberflächenqualität und Randzonenbeeinflussung haben.

Der Schleifprozess unterliegt mehreren Faktoren, die dazu führen, dass die erzeugte Oberflächenkontur von der Idealkontur abweicht. Im Einzelnen sind dies:

  • die Schleifwerkzeuggeometrie
  • die relative Achsposition
  • die Nachgiebigkeit der Schleifbeläge
  • der Verschleiß der Schleifbeläge
  • die Nachgiebigkeit der Spindellagerung
  • die Nachgiebigkeit der Schleifscheibenaufnahmen
  • die thermische Ausdehnung der am Prozess beteiligten Komponenten

Im Ergebnis bedeutet dies, dass es unabdingbar ist, die jeweils erzeugte Form zunächst durch geeignete Messsysteme (2D, 3D) zu erfassen, die gewonnenen Daten und Informationen aufzubereiten und an die Maschinensteuerung für eine Korrekturbearbeitung zurückzuführen. Auf diese Weise gelingt es, sich iterativ einem Formoptimum anzunähern, wobei die Herausforderung darin liegt, auch alle übrigen Forderungen, z.B. hinsichtlich Rauheit oder mittelfrequenter Fehler, zu erfüllen.

Maschinentechnik

Werkzeugtechnik

Bearbeitungskinematik

Erstellt von: web designwerkstatt.be - Konzeption, Design und Umsetzung von interaktiven Projekten