Replikative Herstellung von Metallformen für die Polymerreplikation mit geringer Oberflächenrauhigkeit

Abstract:
Polymere in den Bereichen Optik und Sensorik werden immer wichtiger, ermöglicht wird dies durch Herstellungsverfahren wie Spritzguss, welcher traditionell für optische Komponenten aufgrund der hohen Qualität der Formgebung und des hohen Automatisierungsgrades verwendet wird. Die Herstellung von Werkzeugen für diese Verfahren ist allerdings teuer und unflexibel, was die Designflexibilität stark einschränkt. Wir haben einen neuen Prozess entwickelt, welcher die Herstellung von metallischen Einsätzen mit optischen Oberflächen und Strukturen im Bereich weniger µm erlaubt. Dabei werden hochtemperaturstabile Quarzglaskörper als Formen für den Metallguss verwendet. Das Verfahren erlaubt die Verarbeitung von Metalllegierungen wie Bronze, Mes-sing und Kobalt-Chrom bei Temperaturen von bis zu 1400 °C. Die Metallreplikationen erreichen Auflösungen im einstelligen Mikrometerbereich und eine Oberflächenrauheit von wenigen Nanometern. Die hergestellten Formwerkzeuge wurden erfolgreich im Polymerspritzguss zur Herstellung von Lichtleitern mit Auskopplungsstruktur aus Polymethylmethacrylat getestet.