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Mikrostanzen

Kleine, filigrane Geometrien in dünnen Serienteilen

| Autor / Redakteur: Guido Matthes / Dietmar Kuhn

Mithilfe der Mikrostanztechnik können in nur wenige Zehntel-Millimeter dicke Bänder oder Bleche filigrane Geometrien eingebracht werden.
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Mithilfe der Mikrostanztechnik können in nur wenige Zehntel-Millimeter dicke Bänder oder Bleche filigrane Geometrien eingebracht werden. (Bild: Heraeus)

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Mithilfe der Mikrostanztechnik können in nur wenige Zehntel-Millimeter dicke Bänder oder Bleche filigrane Geometrien eingebracht werden. Um die Mikrostanztechnik weiterzuentwickeln, stoßen Heraeus-Materialwissenschaftler in kleinste Dimensionen vor. Welche Kompetenzen dafür notwendig sind, das zeigt der Heraeus-Geschäftsbereich Materialien und Technologien in Hanau.

Kaum mit der Lupe zu erkennen, aber gestanzt. Was noch vor ein paar Jahren unmöglich erschien, ist heute beim Mikrostanzen Standard.

Standard bei Heraeus sind Materialstärken unterhalb von 0,1 mm und geometrische Konturabmessungen < 0,16 mm. Um hier die geforderten Toleranzgrenzen einzuhalten, gleichzeitig die Verschleißfestigkeit zu erhöhen und die Werkzeuge dauerhaltbar in der Massenproduktion einzusetzen, bedarf es eines hohen Materialwissens und großer fachlicher Kompetenz.

Die Anfragen aus dem industriellen Umfeld an Heraeus Materials Technology führten zu immer kleineren Werkstückformen, die wiederum kleinste Stanzstempel- und Schnitteinsatz-Geometrien benötigen.

Schlitze und Stegbreiten im µ-Bereich

Aktuell haben die Entwickler Elemente zur Herstellung von 60-µm-Schlitz- und -stegbreiten entwickelt, die sich in der Serienfertigung einsetzen lassen. Denkbar ist das bei Flip-Chip-Anwendungen (RFID) und für Vieldrahtschleifer. Diese Bauteile werden gestanzt sowie laminiert und dabei spielen, aufgrund der komplexen Formen, die Stempelgeometrie und Werkzeug-Auswahl eine wesentliche Rolle.

Weitere Herausforderungen, die die Spezialisten von Heraeus annehmen, sind noch kleinere Stanzstempelgeometrien. Bei den erforderlichen Machbarkeitsuntersuchungen helfen den Entwicklern neuste Konstruktionsprogramme mit FE-Simulation (Finite Elemente). Damit untersuchen sie Stempelbreiten unter 0,1 mm, minimalste Schnitteinsatzgeometrien und/oder Startbohrungen unter 0,18 mm.

Eine spannende Herausforderung, der sich die Konstrukteure stellten, war, das Aspektverhältnis von Schlitz- und Stegbreite zu Banddicke unter 1 zu bekommen. Dies ist gelungen – aktuell liegt es bei Heraeus bei 0,8. Weiterhin untersucht das Unternehmen lange schmale Schlitze ohne Überschnitte, die – wenn möglich – auf 0,03 mm schrumpfen sollten (Standard ist 0,05 mm). Natürlich spielen hier höchste Verschleißfestigkeiten für die Massenfertigung eine große Rolle, was wiederum die Materialauswahl und Stempelbeschichtung beeinflusst.

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