Formgebung Metall-Bauteile mit elektrischem Strom fertigen

Das elektrochemische Abtragen erzeugt bis auf Tausendstel Millimeter genau technische Spezialanfertigungen – in einem Stück, aus harten, hochbelastbaren Metallen und ganz ohne Kraftaufwand. Forscher der Universität des Saarlandes entwickeln diese Technik jetzt weiter.

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Hecker Kunststofftechnik GmbH & Co. KG

Ruderer Klebetechnik GmbH

Heraeus AMLOY Technologies GmbH

Universität des Saarlandes Fakultät 8/Naturwissenschaftl. Technische Fakultät III

Je härter und fester ein Metall ist, umso schwerer ist es, daraus Bauteile herzustellen. Nutzt man herkömmliche Verfahren, ist die Produktion solcher Spezialkonstruktionen teuer, aufwändig und langwierig. Die Bearbeitung hinterlässt Spuren wie Rillen oder Kratzer. Das Material wird extremen Belastungen ausgesetzt: Große Kräfte wirken auf den Werkstoff oder er wird mit hohen Temperaturen traktiert.Ganz ohne Kraftaufwand und sonstige extreme Einwirkungen auf den Werkstoff kommt das Verfahren aus, das Forscher und Unternehmen aus dem Saarland und der französischen Grenzregion in der „Initiative Precise“ weiterentwickeln und optimieren. Das elektrochemische Abtragen macht es möglich, maßgefertigte Metall-Bauteile in hoher Stückzahl günstig herzustellen. Das Besondere dabei ist, dass ihre Form dabei ganz frei gestaltet werden kann. Selbst komplizierteste Geometrien können in härtestem Metall umgesetzt werden. Das optimierte Verfahren PhoGaTool ist einfach, kostengünstig und hochpräzise.

Die Werkstoffe, die die Forscher in Form bringen, sind zum Beispiel Titan, Gusseisen, Hartmetalle, Nickel oder hochfeste Stahllegierungen. Sie alle nehmen, umspült von einer Elektrolytlösung, bis auf den Tausendstel Millimeter exakt die gewünschte Geometrie an. Diese Wunschform steht am Beginn des Prozesses. Von ihr wird mit Hilfe der so genannten Photolithographie ein Negativ erstellt. Durch Belichtung wird dabei die Struktur einer Vorlage Schicht für Schicht ohne Nähte oder Rillen in Fotolack übertragen. In mehreren Arbeitsschritten wird so eine dreidimensionale Vorlage erstellt, die metallisch beschichtet wird und als Werkzeug für das folgende elektrochemische Abtragen dient.

Beim elektrochemischen Abtragen fließt Strom zwischen dem Werkzeug, also der erstellten Vorlage (Kathode), und dem zu bearbeitenden Werkstoff-Rohling (Anode), die aufeinander gebracht und von einer stromleitenden Flüssigkeit, dem Elektrolyt, umspült werden. Hierdurch und mithilfe von Stromimpulsen werden nach und nach winzige Metallteilchen vom Rohling abgetragen, und eine Positivform mit glatten Oberflächen entsteht. (qui)

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