Es wird eine Methode zur zeit- und kosteneffizienten automatisierten Produktion von Mikrobauteilen, insbesondere im Bereich der Mikrokaltumformung, vorgestellt. Der aus der Fertigung mit Folgeverbundwerkzeugen bekannte Grundansatz liegt darin, die Bauteile während der Produktion verkettet zu lassen und als endlosen Teileverbund durch die einzelnen Produktionsschritte einer mehrstufigen Fertigung zu fördern.
In der Fertigung von Blechbauteilen mit Abmessungen im Makrobereich wird die Feinpositionierung in der Bearbeitungsposition üblicherweise mit Fangstiften realisiert. In der Mikrofertigung ist dieses Vorgehen jedoch oft ungeeignet, da keine Möglichkeit zur Integration entsprechender Referenzstrukturen in den Teileverbund besteht und die Teileverbundstruktur eine sehr geringe Steifigkeit aufweist und sich somit während der Fertigung elastisch oder sogar plastisch ändern kann.
Die vorgestellte Methode ermöglicht die Anwendung der Teileverbundfertigung für eben solche Fälle, indem die Messung der Bauteilposition mittels eines Bild- bzw. Zeilensensors erfolgt und die Feinpositionierung durch die Förderer realisiert wird. Es wird eine im Hinblick auf die speziellen Anforderungen entwickelte Methode zur Referenzierung der Bauteile während des Förderns vorgestellt. In ausführlichen Simulationen sowie experimentellen Untersuchungen wird der Einfluss einzelner Systemparameter zunächst isoliert betrachtet. Anschließend werden die gewonnen Erkenntnisse zusammengeführt und anhand eines praktischen Beispiels die in der industriellen Anwendung bestehenden Herausforderungen sowie erreichbare Kennwerte aufgezeigt.
Aktualisiert: 2022-04-21
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Der wachsende Bedarf an miniaturisierten Produkten führt zu erhöhten Anforderungen an Fertigungseinrichtungen und Produktionsnetzwerke. Neben technologischen Herausforderungen und Potenzialen der Miniaturisierung sind gängigen Fertigungsverfahren im Mikrobereich physikalische Grenzen gesetzt.
Umformende Verfahren bieten bei einer erfolgreichen Überführung in den Mikrobereich Potenziale, die Anforderungen an Flexibilität und Produktivität zu erfüllen. Arbeiten zur prozesstechnologischen Beurteilung von Mikroumformprozessketten sowie zur Erforschung der prozesslogistischen Integration der Ablauf-, Arbeits- und Prozessplanung in der Mikroumformung sind nicht gegeben. Fertigungstechnologische Arbeiten befassen sich nur am Rand mit der Thematik.
Die methodengestützte kombinierte prozesstechnologische und -logistische Beurteilung der umformtechnischen Herstellung von Mikrobauteilen in Prozessketten birgt Potenziale, um für Prozesse der Mikroumformtechnik künftig schneller die Produktionsreife zu erreichen. In der vorliegenden Arbeit wird ein mehrstufiger Ansatz verfolgt, um eine strukturelle Grundlage für die kombinierte prozesstechnologische und -logistische Beurteilung zu schaffen.
Ziel der Arbeit ist die Schaffung eines Modells für die Identifizierung und Untersuchung relevanter Parameter für die technische und logistische Beurteilung der Teileverbundsynchronisation. Ein auf der ISO Norm 10303 basierendes Produktmodell für die Fertigung von Mikrobauteilen in Teileverbunden ist das Ergebnis. Das Modell vereint mit der Geometrie-, Kinematik-/Dynamik-, Logistik- und Qualitätssicht die wesentlichen Sichten auf das Produkt. Das in den Mittelpunkt gestellte Produkt ist der Teileverbund.
Aktualisiert: 2020-01-06
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