Herstellung mikrostrukturierter Metallteile durch Mikroguss

Abstract:
Lange Zeit war die Mikrofertigung von metallischen Bauteilen auf wenige Reinmetalle und Legierungen beschränkt, die insbesondere im LIGA-Verfahren Verwendung finden. Die Entwicklung des Mikroguss-Prozesses, der auf dem Feinguss basiert, hat mit dazu beigetragen, die Werkstoffpalette für metallische Mikrobauteile wesentlich zu erweitern. Dazu war jedoch eine Erforschung und Entwicklung des Verfahrens notwendig, das speziell auf die Bedürfnisse der Mikrofertigung zugeschnitten ist. Es darf insbesondere keine Nachbearbeitung der gegossenen Strukturen z. B. durch Schleifen oder Polieren erforderlich sein, was hohe Anforderungen an die verwendeten Einbettmassen sowohl hinsichtlich ihrer Oberflächenrauheit als auch ihrer leichten Entfernbarkeit nach dem Gießen stellt. Die verwendeten Metalle müssen über sehr gute Fließeigenschaften verfügen und in Bezug auf ihr Oxidationsverhalten prozesstechnisch beherrschbar sein. Anhand verschiedener Gusswerkstoffe sollen die unterschiedlichen Einflussgrößen auf den Gießprozess erläutert werden und die breite Materialpalette im Mikroguss mit ihren Grenzen und Möglichkeiten vorgestellt werden. Der derzeitige Stand der Technik im Mikroguss, der die Fertigung von feinsten Strukturdetails bis 25 µm, den Guss komplizierter dreidimensionaler Strukturen und Fließlängen/ Wanddickenverhältnisse (Aspektverhältnisse) von bis zu 60 ermöglicht, wird am Beispiel verschiedener Gussteile präsentiert.