Grundlagen und Prozessstrategien der Mikrofunkenerosion für die Bearbeitung von Rotationsbauteilen

Mikrorotationsbauteile werden zunehmend in vielen Produktbereichen eingesetzt, beispielsweise als Komponenten von Mikroantriebs- und -fluidiksystemen. Hinsichtlich der Herstellung solcher Mikrobauteile besteht der Bedarf an Fertigungslösungen, die sich durch eine breite Anwendbarkeit, hohe Flexibilität, Wirtschaftlichkeit und Eignung zur Bauteilminiaturisierung auszeichnen. Die vorliegende Arbeit hat die Zielsetzung, anwendungsorientierte Bearbeitungstechnologien für die Fertigung von zylindrischen Mikrobauteilen und mikrostrukturierten Rotationsbauteilen auf Basis der Mikrofunkenerosion zu entwickeln. Hierzu werden die grundlegenden Einflüsse der Rotationsbewegung auf die Abtragmechanismen charakterisiert. Insbesondere wird gezeigt, welche Auswirkungen eine hohe Rotationsgeschwindigkeit auf das Maschinen- und Prozessverhalten sowie auf die Abtragrate, die Formgenauigkeit, den Miniaturisierungsgrad und die Oberflächengüte hat. Aufbauend auf diesen Grundlagen werden für drei Verfahrensvarianten Bearbeitungsstrategien unter Ausnutzung kinematischer Effekte entwickelt, Bearbeitungsgrenzen ermittelt sowie mikrotechnische Bauteildemonstratoren gefertigt. Die Ergebnisse zeigen, dass alle drei Verfahrensvarianten zur Fertigung von Mikrorotationsbauteilen mit Strukturabmessungen kleiner 100 µm angewendet werden können.