In diesem Forschungsvorhaben wurde ein lasergestütztes elektrochemisches Jet-Verfahren zur Mikrostrukturierung von Metallen entwickelt. Dabei wurde mit Hilfe eines reaktiven Flüssigkeitsstrahls in Kombination mit einem Laserstrahl eine massive Erhöhung der chemischen Abtragsraten um das 10fache auf 10^-2 mm³/min bei hoher Bearbeitungsqualität erzielt. Das Aspektverhältnis bei einfachen Überfahren konnte um das 6fache auf über 3:1 gesteigert und die minimale Strukturgröße auf 3 µm verringert werden. Das Abtragsverhalten beim Laser-Jet Verfahren wird neben der intrinsischen Kinetik, d. h. der temperaturabhängigen chemischen Reaktion selbst, maßgeblich auch von Diffusionsprozessen bestimmt. Der chemisch reaktive Jet-Strahl, durch den der Laserstrahl in die Bearbeitungszone eingekoppelt wird, hilft dabei einen effizienten Austausch und Transport der Reaktionsteilnehmer bei gleichzeitiger lokaler Kühlung zu gewährleisten. Prozesstechnische Grenzen sind z. B. für den Werkstoff Nickel-Titan durch eine Formtreue von 1-2 µm und einer Rauheit von 0,2 µm gegeben. Die weitere Entwicklung des Laser-Jet Verfahrens zu einem industrietauglichen Verfahren mit integrierter Regelungs- und Messtechnik für die direkte 3D-Mikrostrukturierung metallischer Werkstoffe in einer Aufspannung findet im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 747 "Mikrokaltumformen" statt.

Fördermittelgeber

DFG

Laufzeit

01.05.2006 - 31.12.2008

Abteilungsleiter

Dipl.-Phys. Haiko von Rebenstock