Zerspanung im Sog der Mikrotechnik

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Für die Senkerosion gelten ähnliche Werte. Sie zu erreichen, bedürfe es allerdings des entsprechenden Umfeldes, der Erfahrung und nicht zuletzt der dazugehörigen Messmethoden.

Kleinstmöglicher Durchmesser beim Erodierbohren schwer zu bestimmen

Die beim Erodierbohren prozesssicher möglichen kleinsten Durchmesser zu bestimmen, ist nicht ganz so einfach, weil sehr viele Einflussfaktoren eine Rolle spielen. Pelzers nennt dennoch einen Wert: „Präzise Bohrungen mit einem Durchmesser von 0,07 mm für optische Anwendungen haben wir auf unseren Drahterodiersystemen bereits in Serien hergestellt.“ Dabei war eine große Hürde zu überwinden, erinnert sich Pelzers: „Ein Erodierdraht mit 0,03 mm Durchmesser musste automatisch in eine Startbohrung mit 0,05 mm Durchmesser eingefädelt werden.“

Entwicklungen hin zu kleineren Drahtdurchmessern seien in Erprobung und werden mit Sicherheit folgen. Wie weit die Erodiertechnik in die Mikrowelt vorgestoßen ist, verdeutlicht die Vorserienherstellung eines Mini-Kardangelenks mit äußeren Abmessungen von 270 µm.

Die Stärken der Funkenerosion in der Mikrobearbeitung liegen auch beim Bearbeiten großer Aspektverhältnisse, wie Andreas Klink, wissenschaftlicher Mitarbeiter am WZL der RWTH Aachen, weiß: „Diese sind mit anderen Verfahren meistens nicht realisierbar, das gilt besonders für die Bearbeitung hochfester Werkstoffe wie gehärtete Stähle, Keramiken oder Hartmetalle, allerdings holen Verfahren wie Zerspanen, LIGA (Lithographie, Galvanik und Abformung) und Laser derzeit stark auf.“

Entwicklung stagniert seit sechs bis acht Jahren

Angesprochen auf das Entwicklungspotenzial sagt Klink, dass sich bezüglich der Bauteilgröße und filigraner Strukturen in den vergangenen sechs bis acht Jahren kein deutlicher Sprung vorwärts getan hat: „Aktuelle Entwicklungen zielen eher auf die großflächige Mikrostrukturierung von Bauteilflächen durch Funkenerosion beziehungsweise das Abbilden mehrerer gleichartiger Geometrieelemente, die auf einem Elektrodenhalter aufgebracht sind“, betont Klink.

Die Kombination von UV-Tiefenlithographie und Galvanoabformung biete neue Möglichkeiten zur Herstellung von Mikroelektroden. In dem von der DFG geförderten Projekt „neue Werkzeugelektroden für die Mikrofunkenerosion“ entwickeln und untersuchen das WZL und das Institut für Mikrotechnik der Uni Hannover gemeinsam die Möglichkeiten und Grenzen dieser neuartigen Prozesskette.

Laser sind flexibel, hochpräzise und können alle Werkstoffe bearbeiten

„Die feinsten Strukturen mit Größen unter 100 nm können heutzutage mit Femtosekunden-Lasern, vorzugsweise in keramische Werkstoffe, einschließlich Halbleiter, und Glas, eingebracht werden“, rückt Dr. Andreas Voß, Leiter Laserentwicklung und Laseroptik des Instituts für Strahlwerkzeuge der Uni Stuttgart, die Vorzüge der Lasermikrobearbeitung ins rechte Licht. Die Laser seien flexibel, hochpräzise und könnten — mit angepassten Strahlquellen — alle Materialien bearbeiten. Das ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber der Mikroerodiertechnik, dort müssen die Werkstoffe elektrisch leitfähig sein.

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