Forschergruppe 702

 

Maschinen-, Werkzeug- und Prozessentwicklung für neue Verfahren zur Herstellung von Mikrobauteilen über flüssige Phasen

Die Forschergruppe widmet sich neuen Fertigungsverfahren zur Herstellung von Mikroprodukten aus Kunststoffen, Metallen und Keramiken über eine flüssige Phase der Werkstoffe.

Es werden nach mikrospezifischen Gesichtspunkten besonders aussichtsreiche und für die Mikrotechnik neue Prozesskonzepte erforscht.

Ansprechpartner

Name

Christian Hopmann

Leiter des Instituts für Kunststoffverarbeitung (IKV)

Telefon

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+49 241 80 93838

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Bei der Formgebung sollen die durch die Mikrodimensionen bedingten Herausforderungen nicht nur gemeistert, sondern auch vorteilhaft mikrospezifische Phänomene für die Formgebung genutzt werden.

Betrachtete Technologien

Kapillardruckgießprozesse
In der Forschergruppe werden insbesondere folgende Technologien betrachtet: Bei dem Kapillardruckgießen von Metallmikrobauteilen wird gezielt die Kapillaraszension genutzt, um Mikrogussformen mit Metallschmelzen zu füllen. Unter Einbezug der spezifischen Eigenschaften von Mikrogussbauteilen sollen Gießmaschinenkonzepte generiert und in Form von Prototypen umgesetzt werden.

Ultraschallplastifizierung
Die Ultraschallplastifizierung für polymere Formmassen ist in der Lage, die für Mikroteile benötigten kleinsten Schmelzemengen innerhalb kürzester Zeit bereitzustellen. Ziel der Arbeiten hierzu ist es, das Verfahren für verschiedene Materialien zu qualifizieren und ferner zu erforschen, inwieweit Parallelen hinsichtlich Prozesstechnologie und theoretischem Hintergrund zum Ultraschallschweißen gezogen werden können.

Spritzgießen durch Schmelzevorkompression
Eine bessere Formfüllung von Kunststoffmikrobauteilen kann eine Schmelzevorkompression vor der Kavität gewährleisten. Als wesentlicher Vorteil wird eine hohe Reproduzierbarkeit erwartet. Ziel dieses Teilprojekts ist es, das Potenzial der Schmelzevorkompression zu untersuchen und zudem ein Prozessmodell zu entwickeln, welches die Bewertung des Verfahrens im Vergleich zur konventionellen Spritzgießverarbeitung ermöglicht.

Abscheidung aus wässrigen Elektrolyten
Für die Herstellung von Mikrobauteilen über die Abscheidung eines Werkstoffs aus wässrigen Elektrolyten können Formen aus mikrostrukturierten, partiell leitfähigem Kunststoff genutzt werden. Ziel der Untersuchungen zu dieser Prozesskette ist es, die Prozesskombinationen hinsichtlich ihrer technischen und wirtschaftlichen Eckdaten zu charakterisieren und mit alternativen Verfahren zu vergleichen.

Verarbeitungsbelastung
In einem weiteren Teilprojekt werden Verarbeitungsbelastung und werkstoffliche Gebrauchstauglichkeit von spritzgegossenen Mikroelementen aus Kunststoff erforscht. Die Untersuchungen sollen zeigen, inwieweit sich aufgrund des hohen Oberflächen/Volumen-Verhältnisses und des beeinflussten chemischen Aufbaus eine verminderte Ausnutzung des Werkstoffpotenzials ergibt.