Kleine, filigrane Geometrien in dünnen Serienteilen

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Filigrantechnik stellt besondere Anforderungen

Für den Serienprozess müssen bei Steg- und Schlitzbreiten von 60 µm, Materialdicken ab 40 µm und Radien ab 50 µm besondere Anforderungen berücksichtigt werden. So besteht zum Beispiel ein typischer Rolle-zu-Rolle-Endlosprozess beim Mikrostanzen aus Stanzen, Laminieren und Freistanzen. Wenn dann im dazugehörigen Laminierprozess 25 µm dickes Polyimid verwendet wird, stellt das an den nachfolgenden Stanzprozess beziehungsweise an die Werkzeuge andere Herausforderungen als beim Stanzen in Metallwerkstoffe.

Zukünftig ist denkbar, dass sich Mikroprozesse noch weiter kombinieren lassen. Dies wäre zum Beispiel beim Mikrospritzen möglich. Mit Teilegewichten unter 0,03 g verhalten sich Kunststoffe deutlich anders als beim konventionellen Kunststoffspritzen. So wird das Plastifizieren, Dosieren und Einspritzen voneinander getrennt und im Folgeprozess mit Mikrostanz- und Laminier-Technologie kombiniert.

Die geforderten sehr kurzen Zyklen lassen sich am besten mit High-Tech-Kunststoffen und einem Rolle-zu-Rolle-Endlosprozess realisieren. Gleichzeitig können die Bauteile elektrisch getrennt und einzeln getestet werden, obwohl sie noch im Endlosband gehalten werden, was wiederum die Fertigungsprozesse wirtschaftlicher macht.

Andreas Hinrich, Gruppenleiter Konstruktion bei Heraeus Materials Technology, sagt zu den zukünftigen Herausforderungen: „Der Erfolg weiterer Projekte beruht auf innovativem Know-how und leistungsfähigen Mitarbeitern mit sehr großem Feingefühl für diese kleinen Dimensionen. Dem Heraeus-Werkzeugbau gelang es, sowohl Stempelbreiten von 53 µm herzustellen als auch Stanzschlitze in Schnitteinsätzen von 60 µm Breite. Und das mit Startbohrungen, die sehr viel kleiner als 0,18 mm sind.“

Die Werkzeuge halten dem Verschleiß stand

In umfangreichen Tests und Dauereinsätzen hat Heraeus die höchstmögliche Verschleißfestigkeit für die Massenfertigung nachgewiesen. Diese benötigt nämlich eine ausgeklügelte Materialauswahl und eine optimal darauf abgestimmte Beschichtung, die geeignet ist, die engen Fertigungstoleranzen von + 0,002 mm einzuhalten. Auch die Länge der Mikroschlitze und -stege ohne Überschnitte konnte Heraeus stark erhöhen, bei gleichzeitig kleinem Aspektverhältnis (Steg- oder Schlitzbreite zu Banddicke). Dazu Hinrich abschließend: „Diese Entwicklung ist noch nicht zu Ende. Wir werden wahrscheinlich bald keine Lupe mehr benötigen, sondern ein Mikroskop, um die Teile zu erkennen.“

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