Abformung mikro- und nanostrukturierter Kunststoffformteile

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In der Mikrosystemtechnik haben neben konventionellen Materialien auch Kunststoffe vor allem in den Bereichen Medizintechnik und Chemie ein großes Potential. Dies liegt zum einen in der hohen Präzision und Reproduzierbarkeit der Formteile durch Verfahrenstechniken wie die Spritzgießtechnologie, des weiteren fallen bei mittleren bis großen Stückzahlen vergleichweise geringe Formteilkosten an. Zudem bieten Kunststoffe eine breite Palette von Materialien mit einzigartigen Eigenschaften. Eine entscheidende Schlüsseltechnologie für den Einsatz in der Mikrosystemtechnik ist die wirtschaftliche Replizierung von Mikro- und Nanostrukturen im Spritzgießprozess. Jedoch hat der bisherige konventionelle Spritzgießprozess seine Grenzen, vor allem können beim thermoplastischen Spritzgießen nur geringe Aspektverhältnisse der Mikro- und Nanostrukturen abgeformt werden. Daher werden im Polymer-Institut Kunststofftechnik (PIK) an der Hochschule Heilbronn Sonderspritzgießverfahren für thermoplastische und chemisch vernetzende makroskopische Formteile entwickelt, mit welchen unterschiedlichste Mikro- und Nanostrukturen wirtschaftlich hergestellt werden können. Forschungsschwerpunkt ist die Weiterentwicklung eines Temperaturwechselmoduls, welches sich aus einer elektrischen Widerstandsheizung und einem fluidischem Wärmeträger zusammensetzt und hinter der formgebenden Werkzeugwand angebracht ist. Dadurch können die umzutemperierenden thermischen Massen minimal gehalten werden, was wiederum eine energieeffiziente Temperaturwechseldynamik ermöglicht.