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SPP 1476:  Kleine Werkzeugmaschinen für kleine Werkstücke

Fachliche Zuordnung Maschinenbau und Produktionstechnik
Förderung Förderung von 2010 bis 2018
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 130334929
 
Für die Werkstücke zahlreicher Branchen, wie z.B. der Medizintechnik, Optik, Biotechnik, Mechatronik, Fluidik, des (Mikro-)Formen- und Werkzeugbaus, der Mikroreaktortechnik, aber auch neuer Gebiete, wie dem Plagiatschutz, ist eine verstärkte Miniaturisierung, Funktionsintegration und Komplexitätssteigerung absolut notwendig, um mit dadurch herstellbaren innovativeren Produkten wirtschaftlich erfolgreich zu sein. Aktuelle Forschungsaktivitäten widmen sich primär der Skalierung von Fertigungsverfahren und der Bildung komplexer Prozessketten zur Herstellung von Mikrowerkstücken.
Ein intensiver Forschungsbedarf besteht jedoch, um die zur Mikrofertigung notwendigen Werkzeugmaschinen für die neuen Anforderungen zu qualifizieren. Dieser Entwicklungsbedarf lässt sich aus der Betrachtung einfacher Kenngrößen, wie dem Bauraum, der Größe des Arbeitsraumes, der zum Betrieb notwendigen Energie oder der bewegten Massen der Werkzeugmaschinen ableiten, die in einem dramatischen Missverhältnis zum Volumen oder der Masse der nur wenige Millimeter großen Werkstücke mit Strukturen im Mikrometerbereich stehen.
Ziel dieses Schwerpunktprogramms ist die Verfügbarmachung und prototypische Erprobung wissenschaftlich fundierter Methoden, um neuartige Werkzeugmaschinen für die Mikrofertigung entwickeln und bauen zu können, die in ihrem Bauraum und der Arbeitsraumgröße an die zu fertigenden Mikrowerkstücke angepasst sind. Im Rahmen des Schwerpunktprogramms findet eine Konzentration auf Werkzeugmaschinen für abtragende Verfahren unter Nutzung mechanischer, thermischer, elektrothermischer und elektrochemischer Energie statt. Die technischen Vorteile bestehen in der Möglichkeit, komplexere Werkstücke mit höherer Genauigkeit aus einem großen Werkstoffspektrum herzustellen. Kleine Maschinen zeichnen sich zudem durch eine immanent höhere Veränderbarkeit in Struktur und Aufstellort aus.
Für die Lösung dieser Problemstellung soll eine wissenschaftliche Vorgehensweise angewendet werden, die mit der Analyse und Dekomposition der Element-Funktions-Zuordnungen heutiger Mikrobearbeitungsmaschinen beginnt. Deren Modifikation in Kombination mit einer Auswahl von Technologiebefähigern, wie der Miniaturisierung, und Basistechnologien ermöglicht die Synthese neuer funktionsintegrierender Module. In einer abschließenden Komplexitätsphase sollen Werkzeugmaschinen geschaffen werden, die ad hoc und aufgabenorientiert aus den genannten Modulen integriert und desintegriert werden können.
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