Feinmechanik Mikrosystemtechnik

Der Trend zur Miniaturisierung zieht sich durch alle Bereiche. Technische Geräte für Privatanwender, wie Mobiltelefone, MP3-Player und weitere Unterhaltungsgeräte sind diesem Trend ebenso unterworfen, wie Geräte für Maschinenbau und Industrie oder medizinische Apparaturen und Komponenten.

In vielen Bereichen verringert sich nicht nur die Größe sondern zusätzlich steigt die Komplexität der Technik, da immer mehr Leistungsfähigkeit und Funktionen in die Geräte integriert werden. Kleinstkomponenten werden inzwischen in vielfältigen Bereichen eingesetzt. Von den bereits erwähnten technischen Gadgets über Anwendungen in den Bereichen Luftfahrt, Automobil sowie Elektronik, ITK bis hin zu Biomedizin und Anwendungen in der Optik.

Um den ständig steigenden Bedarf für die Fertigung von Kleinst-Teilen und -Komponenten zu decken und dabei die Produktionskosten niedrig zu halten, werden Mikro-Komponenten oftmals mittels Formenbauverfahren hergestellt. Die steigenden Anforderungen durch neue Materialien, Fräsaufgaben für Werkzeuge mit 0,1mm Durchmesser und darunter sowie die zu erzielenden Oberflächengüten stellen Produzenten zwar vor Herausforderungen, jedoch genau diese inhärente Komplexität von Mikro-Komponenten bietet auch neue Möglichkeiten. Während die Herstellung von wenig komplexen, größeren Formen inzwischen oftmals unter Preisdruck steht und Aufträge zunehmend in Länder mit niedrigem Lohngefüge abwandern, können Produzenten aus Europa mit spanender Mikro-Fertigung und hochwertigen Mikro-Formen ihre Marktposition und Rolle als technologische Vorreiter erhalten und verbessern.

Der gesamte Produktionsprozess muss integriert betrachtet werden. Ein reines Herabskalieren ist nicht möglich. Die Faktoren CAD/CAM , Frässtrategie, Maschine, Bearbeitungsumfeld, Werkstoff, Spannmittel, Bearbeitungsparameter und das Werkzeug müssen im Zusammenspiel betrachtet werden. Ist die Integration der Prozessbestandteile, so stellt die Mikrozerspanung eine flexible und effiziente Methode mit hoher geometrischer Freiheit zur Bearbeitung nahezu aller gängigen Werkstoffe dar.

Neben den Bearbeitungsaufgaben im Formenbau finden sich in vielen weiteren Bereichen Anwendungen für Prozesse der Mikrozerspanung.
Fräswerkzeuge für Bandstahlschnitte, die in der Verpackungsmittelindustrie, Dichtungsindustrie oder der Kunststoffindustrie Einsatz finden, werden in immer kleineren Durchmessern eingesetzt. Bei der Herstellung von hochwertigen Brillengestellen und -gläsern oder hochwertigen Schreibgeräten, Uhren und Schmuck sowie Düsen und Einspritzsystemen werden ebenfalls immer kleinere Werkzeuge mit immer komplexeren Geometrien benötigt. Dito bei der Produktion von Mikroventilen, Mikro-Aktoren und Mikro-Sensoren, Mikro-Optiken, Prägestempeln und Druckplatten.
In der Elektronik werden Leiterplatten als Prototypen oder in kleineren Stückzahlen mit Mikrofräsern mittels dem sogenannten mechanischen Umrissfräsen oder Trennkanalfräsen kostengünstig und schnell produziert. Ein weiteres breites Feld an Anwendungen ergibt sich in der Medizintechnik. Beispielsweise die Herstellung von medizinischen Geräten und Implantaten. In der Dental-Prothetik werden heutzutage oftmals Prothesen direkt mit Mikrofräsern auf CNC-Maschinen gefräst.

Durch breitere Einsatzgebiete für Mikrozerspanung sind die Anforderungen an die Werkzeuge und deren Vielfalt signifikant angestiegen. Daher haben neben den Herstellern von CNC-Maschinen, Spann- und Messmitteln auch die Hersteller von Präzisionswerkzeugen die Möglichkeiten zur Mikrozerspanung durch die ständige Erweiterung der bestehenden sowie Entwicklung neuer Produkte deutlich verbessert und unterstützen die Produzenten bei der Fertigung von verschiedensten Mikro-Werkstücken und –Konturen inzwischen durch eine gute Verfügbarkeit von Kleinstwerkzeugen mit vielfältigen Geometrien und Auskraglängen.

Microbearbeitung

"Als 1993 die ersten größeren Serien Mikrofräser im Durchmesser 0,3 mm produziert wurden, lagen die Anwendungsbereiche zumeist in der Forschung und es gab nur eine eingeschränkte Auswahl an Geometrien.  Bis zum heutigen Tag hat sich das Anwendungsspektrum für Mikrowerkzeuge jedoch signifikant vergrößert. Diesen Tendenzen haben wir mit der Entwicklung einer immer breiteren Palette von innovativen Mikrowerkzeugen Rechnung getragen."  Oliver Meineke