Die Fertigungstechnologie der elektrochemischen Mikrobearbeitung mit ultrakurzen Spannungspulsen basiert auf den bereits bekannten Grundlagen der Elektrochemie, und ist derzeit eine der präzisesten Methoden um elektrochemisch aktive Materialien zu bearbeiten. Das Institut für Fertigungstechnik und Hochleistungslasertechnik (IFT) der TU Wien hat sich unter der Führung von Prof. Friedrich Bleicher das Ziel gesetzt, diese Technologie bis zur Marktreife zu entwickeln und so einen zukunftsträchtigen Feinbearbeitungsprozess zur Verfügung zu haben. Derzeit können mehrere Metalle und Legierungen wie zum Beispiel der Werkzeugstahl 1.4301 oder Nickel und Wolfram bearbeitet werden. Die hohe Präzision des Prozesses wird dadurch erreicht, dass durch die ultrakurzen Spannungspulse des Generators in der Maschine lediglich ein Umladen der sich ausbildenden elektrochemischen Doppelschicht zwischen Elektrolyten und dem Bauteil erzielt wird. Dieses Umladen führt zu einem Ablösen von Molekülschichten am Bauteil, und somit zur Bearbeitung. Derzeit können Bauteile im Mikrometerbereich hergestellt werden, doch in Zukunft plant man sogar im Nanometerbereich zu fertigen. Der Prozess hat neben der hohen Auflösung noch eine Vielzahl anderer Vorteile wie zum Beispiel die thermische Neutralität oder die kraftfreie Bearbeitung, wodurch er sich stark zu anderen Feinbearbeitungstechnologien abgrenzt.

Eigenschaften der elektrochemischen Mikrobearbeitung mit ultrakurzen Spannungspulsen (µPECM):

• hohe Fertigungspräzision (theoretische Auflösung von 10 nm)
• kein thermisches Einwirken
• keine mechanischen Bearbeitungskräfte
• hohes Aspektverhältnis >100 (nur durch die spezifische Steifigkeit des Werkstoffs limitiert)
• kein Werkzeugverschleiß
• schmale Bearbeitungsspalte (< 1 µm)
• Bearbeiten von schwer zerspanbaren Materialien
• sehr geringe Kantenverrundung
• keine Gratbildung an Bearbeitungsflächen
• einstellbare Rauheit am Bauteil   
• präzise Messfunktionen in der Maschine

Derzeit ist das Team im Nano-/Micro-Machining-Center des Instituts auf der Suche nach Unterstützern und Partnern für die Weiterentwicklung der Technologie. Wichtige Entwicklungsziele  sind die Beschleunigung des Prozesses, das  Finden neuer Elektrolyt-Material-Kombinationen und die  Entwicklung von Bearbeitungsstrategien für die industrielle Produktion von Bauteilen.

Nähere Information:
DI Richard Zemann
Institut für Fertigungstechnik und Hochleistungslasertechnik
Labor für Produktionstechnik
Landstraßer Hauptstraße 152
1030 Wien
T: +43-1-58801-31165
<link>richard.zemann@tuwien.ac.at