Strategien zur Qualitätssicherung mikromechanischer Bauteile mittels multisensorieller Koordinatenmesstechnik

Die Qualitätssicherung von Mikrobauteilen mittels dimensioneller Messtechnik steht vor zahlreichen Herausforderungen. Die vorliegende Arbeit leistet in diesem Umfeld durch die Entwicklung von zwei praxisnah einsetzbaren Methoden einen Beitrag zu den beiden Fragestellungen nach funktionsrelevanten dimensionellen Qualitätsmerkmalen einerseits und adäquaten Antaststrategien andererseits. Betrachtungsumfang ist die multisensorielle Koordinationsmesstechnik, die auch für Mikrobauteile flexibel eingesetzt werden kann. Die betrachtenden Messobjekte sind mikromechanische Bauteile, wobei als Anwendungsfall die zunehmend industriell relevanten evolventischen Mikroverzahnungen gewählt wurden. Die erste Methode ist ein FMEA-basierter (Fehler-Möglichkeits- und –Einfluss-Analyse) Ansatz, um systematisch die funktionsrelevanten Qualitätsmerkmale eines mikromechanischen Bauteils zu identifizieren. Falls vorhanden, bietet diese Methode weiterhin die Möglichkeit, bestehende Makroqualitätsmerkmale auf ihre Einsetzbarkeit in Mikrodimensionen hin zu überprüfen. Die zweite Methode ist ein experimentelles Vorgehen zur Ableitung von Antaststrategien für Mikrobauteile einer Serie. Als Entscheidungsgrundlage wird eine geringe Bauteilstichprobe intensiv gemessen und effizient ausgewertet. Die Bewertung einer Antaststrategie erfolgt davon ausgehend unter Berücksichtigung der Messzeit sowie eines Messunsicherheitsbeitrags, der die Formabweichungen der Bauteile und die Antaststrategie selbst berücksichtigt. Abschließend wird eine experimentelle Messunsicherheitsermittlung durchgeführt. Die Anwendbarkeit beider Methoden konnte anhand von zwei Mikroverzahnungen einer Planetengetriebestufe mit einem Modul von 0,169 mm gezeigt werden. Zur Durchführung der experimentellen Messunsicherheitsermittlung wurde dazu ein Mikroverzahnungsprüfkörper entwickelt, der für die Messunsicherheitsabschätzung an evolventischen Profilabweichungen eingesetzt werden kann.