Mikrofertigung

Durch den kontinuierlichen Trend zur Miniaturisierung eröffnen sich sowohl für die Industrie als auch für die Forschung neue Herausforderungen bei der Qualitätsprüfung. Um Produkte, Werkzeuge und Materialien im Mikrobereich herzustellen, müssen Technologien aus der Makro- auf die Mikroebene herunterskaliert werden. Dabei kommt es zu unvorhergesehenem Prozess- und Werkstückverhalten, sogenannten Größeneffekten. Das betrifft unter anderem die zuverlässige Durchführung von Qualitätsprüfungen, da mikroskopische Lösungen für Toleranzbereiche von bis zu einem Mikrometer benötigt werden. Mit der vergrößerten Darstellung kommt es zu einer starken Verringerung der Tiefenschärfe sowie einer Verkleinerung der messbaren Fläche. Dadurch ergeben sich erhöhte Anforderungen an die exakte Positionierung der Bauteile sowie teilweise die Notwendigkeit zur Durchführung von mehreren Messungen mit unterschiedlichen Fokusebenen, um insbesondere bei Kavitäten eine durchgehende Prüfung ...

Im Bereich der Mikrofertigung spielt die exakte Abstimmung von Prozessparametern bei der Planung und der Konfiguration von Prozessketten eine besondere Rolle. Durch die Miniaturisierung von Werkstücken und Fertigungsanlagen werden immer geringere Toleranzen erforderlich. Zudem erschweren sogenannte Größeneffekte die Übertragung von Wissen aus der Makrofertigung auf den Mikrobereich. Viele Fertigungsprozesse und -technologien sind dabei im Mikrobereich so spezialisiert, dass ihre Eignung stark von den in der jeweiligen Prozesskette involvierten Komponenten und Produkten abhängt. Dieser Artikel präsentiert die Methode µ-ProPlAn, die Prozessplaner bei der Auswahl geeigneter Prozesse und Technologien sowie bei deren Konfiguration unterstützt.

Mikrobauteile werden für zahlreiche Anwendungen durch Mikrofräsen oder Mikroschleifen gefertigt. Für diese mechanischen Verfahren werden heutzutage jedoch i.d.R. große Bearbeitungsmaschinen verwendet, deren Abmessungen die geringe Bauteilgröße um ein Vielfaches übersteigen. Dieser Beitrag zeigt Möglichkeiten zur Kombination von Verfahren der Mikro- und Ultrapräzisionsbearbeitung für die Herstellung von Mikrobauteilen mit optischen Funktionsflächen und gibt einen Überblick über Anforderungen und Potenziale der mechanischen Mikrofertigung. Neuste Entwicklungen, die auf eine Reduzierung der Maschinengröße abzielen, werden am Beispiel eines Mikroschleifmoduls aufgezeigt, das mit weiteren Komponenten zu einer Desktop-Maschine kombiniert werden kann.