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Fräsen um Haaresbreite

Das A und O: Präzision beim Fräsen.

16.03.2017 - Forschungsprojekt „µmanufacturing“

Werkstoffauswahl – Zerspanungstechnik – Galvanikbearbeitung – Messverfahren: Zum Herstellen prozesssicherer Präzisionsbauteile mit Toleranzen von ±2 µm am fertigen Bauteil, ist eine bis ins Detail abgesicherte Prozesskette erforderlich.

„Derzeit sind wir mit unseren Fertigungsmethoden an der Grenze des Machbaren“, beschreibt Josef König, Leiter der Präzisionsfertigung im Rohde & Schwarz-Werk Teisnach, die Situation. Der Markt aber fordert mechanische Komponenten für Terahertz-Anwendungen, Rohde & Schwarz stellt sich dieser Herausforderung: „Immer höhere Frequenzen in der HF-Baugruppe bedeuten für die Fertigung, dass die Konturen am Bauteil immer diffiziler werden.“

Freilich: Bereits jetzt wird am obersten Level in der mechanischen Präzisionsfertigung in Teisnach produziert. Toleranzen im 1000stel-Millimeterbereich sind an der Tagesordnung. Ein klimatisierter Raum für die hochpräzisen Fräsmaschinen ist dabei Mindestvoraussetzung, damit die Spezialisten an den Maschinen diese Aufgabe bewältigen.

Exaktes Zusammenspiel

Im nächsten Schritt gilt es nun, das exakte Zusammenspiel zwischen Halbzeug, Zerspanung, Galvanik und Messtechnik zu definieren. Denn nur wenn die Abstimmung hundertprozentig ist, können letztendlich High-End-Anforderungen auch realisiert werden. Die Toleranz über die gesamte Prozesskette muss auf die Einzelprozesse verteilt werden, wodurch die Einzeltoleranzen entsprechend schrumpfen.

Seit Juli 2016 forschen die Spezialisten aus Teisnach deshalb im Projekt „µmanufacturing“ (zu Deutsch: Fertigung im Mikrometerbereich) gemeinsam mit Bayerns größter Hochschule für angewandte Wissenschaften in München (Labor Werkstofftechnik), dem Steinbeis-Transferzentrum Produktionstechnik & Werkzeugmaschinen (TzPW) aus Horgau und dem Forschungsinstitut Edelmetalle + Metallchemie (fem) aus Schwäbisch Gmünd (Bereich Oberflächentechnik) am Beispiel einer Hochfrequenz-Struktur eines Treibermoduls für Terahertzanwendungen. Geforscht wird auch an zukunftsweisenden Technologien, um die Anforderungen zu erfüllen.

Sechs Arbeitspakete

Aufgeteilt in sechs Arbeitspaketen suchen die Mitglieder des Teisnacher Projektteams unter Projektleiter Martin Ebner in den nächsten zweieinhalb Jahren nach zukunftsfähigen Lösungen in der gesamten Prozesskette von der HF-Entwicklung, über die Werkstoffauswahl, die Zerspanungstechnik, Galvanikbearbeitung bis hin zum geeigneten Messverfahren.

Dabei stellt sich die Frage, wie hoch der Einfluss mechanischer Abweichungen auf die Übertragungseigenschaften der Hochfrequenz ist. Hieraus lässt sich ableiten, für welche elektrische Spezifikationen es bestimmte mechanische Genauigkeiten bedarf und wie sich dadurch die Gesamteigenschaften eines Treibermoduls verändern.

In enger Zusammenarbeit der Teisnacher HF-Entwicklung mit der spanabhebenden Präzisionsfertigung soll durch diese Untersuchungen das Zusammenwirken von HF-Technik und Mechanik vertieft werden. Die gefrästen Hohlleiterkanälen sind bei diesen Frequenzen maximal um ein Fünffaches breiter als ein menschliches Haar. Die gewonnenen Erkenntnisse können auf die gesamte Fertigung übertragen werden, wodurch Prozesse optimiert, der Yield erhöht und Kosten gespart werden können.

Lesen Sie mehr dazu auf der Seite der Hochschule München

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