Gestaltung von elektrochemischen Abtragprozessen durch Multiphysiksimulation gezeigt an der Endformgebung von Mikrobohrungen

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Das Grundprinzip der elektrochemischen Abtragung (ECM) beruht auf der anodischen Auflösung eines metallischen Werkstücks an der Grenzfläche zu einem Elektrolyten, unterstützt durch elektrischen Ladungstransport. Dieses Verfahren ermöglicht die Bearbeitung metallischer Werkstücke unabhängig von deren mechanischer Härte und erfolgt kraftfrei bei maximalen Temperaturen von etwa 80 °C. Im Vergleich zu Verfahren wie Fräsen oder Laserstrahlabtragen können komplexe Geometrien mit unbeschädigten Oberflächen erzeugt werden. Die Gestaltung der Elektroden und Prozessführung erfolgt derzeit durch empirische Bemusterungen, die ineffizient sind, da sie oft viele unbrauchbare Ausschussteile produzieren. Dies zeigt den Handlungsbedarf zur Entwicklung von Simulationswerkzeugen, die diese Bemusterungsprozesse ersetzen oder erheblich reduzieren können. Die vorliegende Arbeit bewertet die Anwendung moderner Multiphysiksimulationen zur Prozessgestaltung des elektrochemischen Abtragens anhand eines konkreten Modellsystems. Als Modell dient die Endformgebung von Mikrobohrungen.