Die zunehmende Miniaturisierung und Funktionalisierung von Bauteilen und Komponenten in der industriellen Produktion verlangt nach entsprechenden Fertigungsverfahren, die sowohl in ihrer Qualität als auch ihrer Wirtschaftlichkeit den hohen Ansprüchen gerecht werden.

Um auch bei der Materialbearbeitung im Mikrometerbereich ein Maß an höchster Qualität und Funktionalität zu gewährleisten, beschäftigt sich die Arbeitsgruppe Mikrostrukturierung am BIAS insbesondere mit Laserverfahren zur Strukturierung und Oberflächenmodifikation metallischer und nicht metallischer Werkstoffe.

Einen großen Anteil haben hier Arbeiten im Bereich des lasergestützten Materialabtrags für den der Laser auf vielfältige Art in der Mikroproduktion eingesetzt werden kann. Das Spektrum reicht dabei von der Strukturierung dünner Schichten über die Konturierung von Werkzeugen bis zu Bohrungen mit hohem Aspektverhältnis in Mikro- als auch Makrobauteilen. Hierbei werden in unserem Applikationslabor Lasersysteme mit Pulsdauern von wenigen Pikosekunden bis hin zum Dauerstrichbetrieb (cw) für eine anwendungsorientierte Fertigung eingesetzt.

Die Bearbeitung temperatursensitiver Werkstoffe wie Formgedächtnislegierungen, die wegen ihrer Superelastizität und mechanischen Belastbarkeit einen stetig zunehmenden Einsatz in der Medizin- und Sensortechnik finden, bildet einen weiteren Schwerpunk. Bei der Mikrofertigung von MemoryShapeBauteilen, ist eine materialschonende und präzise Bearbeitung von enormer Bedeutung, um die eingestellten Verhaltensfunktionen und somit die Qualität der Bauteile garantieren zu können.

Hendrik Flosky

Dipl.-Ing.
  • Gruppenleiter Mikrostrukturierung

Weiterhin gelten auch bei der Fertigung von Mikrowerkzeugen, durch eine geometrische und werkstoffliche Komplexitätssteigerung, höhere Anforderungen an entsprechenden Fertigungsverfahren. Hier bietet sich die laserinduzierte thermochemische Materialbearbeitung (LCM) an, die eine werkstückschonende Bearbeitung mit hohen Oberflächenqualitäten ermöglicht.

Das Spektrum dieses Laser-Hybrid-Verfahrens reicht vom Oberflächenpolieren, über eine gezielte 2D Mikromaterialbearbeitung bis hin zur Fertigung komplexer Mikrowerkzeuge. Das LCM-Applikationslabor bietet hierbei Interessierten aus Forschung und Industrie die Möglichkeit einer anwendungsorientierten Nutzung des Anlagenparks. Neben der Bearbeitung metallischer Werkstoffe,

beschäftigt sich die Arbeitsgruppe Mikrostrukturierung auch mit der Oberflächenmodifikation von Polymeren. Mittels UV-Laserstrahlen und einem Precursor wird innerhalb einer Prozesskammer die Oberflächenspannung der Polymere verändert. Somit lassen sich wahlweise hydrophobe bzw. hydrophile Oberflächeneigenschaften selektiv einstellen.