Aus den Verbänden - ZVO

Wissenschaft und Technik
sbar und Diamantschichten
das klassische Vorgehen einer konzentrations-
bzw. durchsatzabhängigen
Prozessstabilisierung hinaus kann mit der
Messung der Abscheidegeschwindigkeit
gezielt Einfluss auf das Abscheideverhalten
genommen werden. So können
Prozessparameter wie Temperatur oder
Stoffkonzentrationen (inklusive pH-Wert)
adaptiert werden. Zudem ist das Abschätzen
der Schichtdicke während der
Behandlung möglich.
Insgesamt ist durch diese neuartigen
Automatisierungsstrategien eine effizientere
und sicherere Oberflächenbehandlung
bei höherer Qualität möglich. Die
im Forschungsprojekt erzielten Ergebnisse
zeigen die prinzipielle Industrietauglichkeit
des Messverfahrens am Beispiel der
Chemisch-Nickel-Prozesse. Auf dem Weg
zu einem einsatzfähigen Produkt und
dem Ausbau der Anwendungsbrei te des
Messverfahrens sind weitere Forschungs-
und Entwicklungsarbeiten notwendig.
Diese werden im Rahmen eines im Juli
2011 gestarteten Transferprojektes mit
dem Ziel einer Unternehmensgründung
durchgeführt. Bei erfolgreichem Abschluss
dieses Projektes soll im Frühjahr 2013 ein
marktreifer Sensor zur Messung der Abscheidegeschwindigkeit
verfügbar sein.
Dr. Eckart Giebler, Andy Reich
Technische Universität Dresden
Institut für Automatisierungstechnik
eckart.giebler@tu-dresden.de
AiF-Vorhaben Nr. 15038:
CVD-Diamantschichten als Abrasivbelag
beim Schleifen
Dieses im Juni 2010 beendete AiF-
Forschungsvorhaben wurde in einer Kooperation
zwischen LFM der Universität
Bremen und Fraunhofer IST abgewickelt.
Ziel war die Weiterentwicklung einer
CVD-Beschichtungstechnologie, um
Schleifscheiben mit unterschiedlichen
Dia mantschicht-Topographien reproduzierbar
herzustellen.
Für die Schleifversuche stellte die
For schungsgruppe Schleifscheiben mit
CVD-Diamantschichten unterschiedlicher
Kristallitgröße her. Die erzeugten Schich-
Mit Hilfe des Stabsensors, dessen Masse kontinuierlich gemessen wird, kann die
Abscheidegeschwindigkeit ermittelt werden.
ten wiesen eine konstante Dicke und Topographie
über die gesamte Ar beits fläche
auf – beides konnte über den Beschichtungsprozess
reproduziert werden. Es
war außerdem möglich, die ursprüngliche
Topographie und somit die Schneidfähigkeit
der verschlissenen Schleifscheiben
wiederherzustellen.
Das Ziel des Forschungsvorhabens wurde
also erreicht. Erfolgreich war auch die
Erprobung tastender und opti scher Messtechniken
zur quantitativen Beschreibung
der Diamantschicht-Topographie. Hierbei
wurden Kenngrößen ermittelt, anhand
derer die CVD-Schleifscheiben spezifiziert
und mit konventionellen Schleifscheiben
verglichen werden können. Da die CVD-
Schleifscheiben ab richtfrei sind, wurde
eine anwendungsspezifische Spann- und
Justiertechnologie für CVD-Schleifscheiben
entwickelt und erfolgreich umgesetzt.
In Schleifversuchen haben CVD-
Schleifscheiben hohe Oberflächengüten
(mittlere Rauheit S a bis zu 2 nm) bei hohen
Materialabtragsraten erreicht. Selbst
bei erheblichen Prozesskräften lösten sich
die Schichten nicht ab. Im Vergleich zu
konventionellen Diamantschleifscheiben
weisen CVD-Scheiben so eine wesentlich
höhere Standzeit (G-Verhältnis > 3000)
auf und erzielen bei gleichen Prozessparametern
eine höhere Oberflächenqualität
des Werkstücks.
Für die Endanwender, vor allem für
die Hersteller der Zerspanwerkzeuge
und opto-elektronischer Komponenten,
stellen die CVD-Schleifscheiben ein neuartiges
Schleifwerkzeug dar, das eine
hohe Werkstückqualität mit einer hohen
Prozessleistung bzw. mit wirtschaftlichen
Prozesszeiten erzielt.
Für die Beschichtungsbranche eröffnen
sich damit ein weltweit neuartiger Einsatzbereich
der CVD-Diamantschichten
und völlig neue Absatzmärkte. Aufgrund
der vielversprechenden Ergebnisse besteht
bei den Mitgliedern des projektbegleitenden
Ausschusses großes Interesse
zur Weiterführung des Forschungsthemas.
Im Rahmen des Folgeprojekts im
Bewilligungszeitraum 1. März 2011 bis
28. Februar 2013 soll die CVD-Beschichtungstechnologie
auf die Herstellung von
CVD-Diamantschleifscheiben mit einem
Durchmesser von 300 Millimetern erweitert
werden. Dabei sind eine Steigerung
der Schichtabscheidungsrate sowie eine
Reduzierung des Schleifscheibenverzugs
angestrebt. Die Schleiftechnologie soll
auf konventionelle Schleifmaschinen
über tragen und das Einsatzgebiet der
CVD-Diamantschleifscheiben auf Feinbearbeitung
hochharter Werkstoffe wie
PKD und CBN erweitert werden. �
Grigory Antsupov, Dr. Jan Gäbler
Stiftung Institut für
Werkstofftechnik IWT-Bremen
Hauptabteilung Fertigungstechnik
antsupov@iwt.uni-bremen.de
ZVOreport Ausgabe 4 – August 2011 37