Heißprägen mit Ultraschall für die Herstellung von Mikrosystemen

• Applicant: Professor Dr. Werner K. Schomburg
• Subject Area: Microsystems
• Term: from 2009 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 112844133

Heißprägen mit Ultraschall ist ein günstiges Herstellungsverfahren für Mikrostrukturen unabhängig von der Produktionsmenge, da das Verfahren nur mit geringen Investitionskosten verbunden ist und die Stückzahl pro Zeiteinheit sehr hoch sein kann. Das Heißprägen mit Ultraschall setzt sich aus den beiden bekannten Verfahren Heißprägen und Ultraschallschweißen zusammen, wobei Polymere auf einer Ultraschallschweißmaschine durch Ultraschallwellen an bestimmten Stellen gezielt erwärmt werden und sich somit das Polymer an die Form des Werkzeuges anpasst. Das Werkzeug kann sowohl unterhalb der Ultraschallschweißmaschine angebracht sein, als auch direkt an der Sonotrode (Ultraschallschweißkopf). Mit diesem Verfahren wurden bei KEmikro schon Mikrokanäle mit Abmessungen von 40 μm hergestellt, allerdings war es nicht möglich Strukturen kleiner als 15 μm zu erzeugen, da das Polymer nicht in die Form geflossen ist. Auch ist der Einsatz von Materialien mit einer hohen Glasübergangstemperatur wie PEEK oder PFA noch nicht möglich. Auch bei anderen Materialien wie PMMA kam es zur Rissbildung, was durch geeignete Maßnahmen evtl. verhindert werden kann. Um das Verfahrens bzgl. der erreichbaren minimalen Abmessungen und der einzusetzenden Materialien zu erweitern, wird angestrebt die Materialien vorzuheizen und den Prozess unter Vakuum oder Schutzgasatmosphäre zu betreiben.

• DFG Programme: Research Grants