mikromal – Sonderforschungsbereich 747 „Mikrokaltumformen“ der Universität Bremen

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Mikrokaltumformen?

Prozesskonfiguration

 

Prozessketten: Um schnell und qualitativ hochwertig produzieren zu können, müssen die einzelnen Fertigungsschritte sehr gut aufeinander abgestimmt sein.

 

Prozessketten: Schnell und günstig oder langsam und gut? Immer eine Frage der Abstimmung!

... die richtige Abstimmung einzelner Fertigungsprozesse aufeinander ist für die Herstellung von Mikrobauteilen besonders wichtig. Mit Spitzenwerten von über 400 Teilen pro Minute sind einige Umformprozesse besonderes schnell, aber es müssen auch andere Prozesse durchlaufen werden, die deutlich langsamer sind. Wenn jetzt noch fertigungstechnische Besonderheiten berücksichtigt werden müssen, ist die Abstimmung der Prozesskette ein komplexes und schwieriges Problem, welches wir im SFB 747 erforschen.

Prozesse verstehen und richtig einstellen

Für die Abstimmung von Fertigungsprozessen in einer Prozesskette spielen viele Faktoren eine Rolle. Auf der einen Seite stehen dabei die Materialeigenschaften des Werkstücks, welches innerhalb der Prozesskette bearbeitet werden soll. Diese Eigenschaften beschreiben zum Beispiel wie hart oder wie dehnbar ein Metall ist. Auf der anderen Seite stehen die sogenannten Prozessparameter, also zum Beispiel wie die Maschine eingestellt wird oder welche Werkzeuge benutzt werden. Schon hier ist es wichtig zu wissen, wie man den Prozess einstellen muss, damit aus dem Werkstück das gewünschte Bauteil wird ohne dass es kaputt geht. Für die Mikrofertigung ist diese sogenannte Prozesskonfiguration besonders wichtig, da aufgrund der sehr kleinen Bauteile die kleinsten Abweichungen schon zu Defekten führen können. Bei einem Topf wäre eine Abweichung von einem halben Millimeter nicht schlimm, bei einem Mikrobauteil kann dies leicht die Hälfte der eigentlich Größe des Bauteils sein. Daher beschäftige ich mich damit Methoden zu entwerfen, mit denen man möglichst genau bestimmen kann, welche Auswirkungen die einzelnen Eigenschaften und Parameter aufeinander und besonders auf das gewünschte Bauteil haben.

Vom Prozess zur Produktion

Zudem beschäftige ich mich damit, wie man die Auswirkungen von Prozessänderungen sowohl auf technischer als auch auf logistischer Ebene über ganze Prozessketten abschätzen kann. Normalerweise wird ein Bauteil nicht nur in einem Schritt hergestellt, sondern es durchläuft verschiedene Prozesse nacheinander. Dabei ist es wichtig, nicht nur die einzelnen Prozesse so einzustellen, dass qualitativ hochwertige Bauteile entstehen, sondern die Prozesse auch untereinander abzustimmen um schließlich hochwertige Produkte mit möglichst niedrigen Herstellungskosten zu produzieren. Beispielsweise ist es hierzu notwendig, dass die Prozesse von ihrer Dauer möglichst genau abgestimmt werden, damit nicht ein Prozess viel zu viele Teile produziert und möglicherweise zusätzliche Kosten für deren Lagerung und Handhabung verursacht. Andererseits führen zu langsame Prozesse zu Engpässen in den Folgeprozessen und verlangsamen so die gesamte Prozesskette. Besonders bei Änderungen an einem Prozess müssen die folgenden Prozesse angepasst werden um sicherzustellen, dass eine bestimmte Qualität bei möglichst geringen Kosten gewährleistet wird.

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