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Prägevorrichtung mit Positionierungsgenauigkeit im Sub-Mikrometerbereich

Prägevorrichtung mit Positionierungsgenauigkeit im Sub-Mikrometerbereich

Das Ziel des Exzellenzclusters PhoenixD, einer großen interdisziplinären Initiative, ist die zeit- und kosteneffiziente Herstellung optischer Systeme. Ein vielversprechender Ansatz ist die präzise Abformung von Mikro- und Nanostrukturen in einem präzise steuerbaren Prägeprozess. Das Prägen als Herstellungsverfahren für strukturierte Funktionsflächen ermöglicht hohe Ausbringungsraten bei geringen Kosten pro Bauteil.

Insbesondere das Prägen von Mikro- und Nanostrukturen stellt jedoch hohe Anforderungen an die Präzision der eingesetzten Maschinen und Werkzeuge sowie an die Genauigkeit der Positionierung von Aktivteilen. Maschinen- und werkzeugbedingte Störungen sind oft unvermeidbar - dazu gehören Führungsungenauigkeiten, Lagerspiele oder temperaturbedingte Ausdehnungen. All diesen Effekten kann durch eine aktive Prozesssteuerung entgegengewirkt werden. Im Rahmen des Exzellenzclusters wird hierzu eine Prägevorrichtung angestrebt, die es ermöglicht, Mikro- und Nanostrukturen reproduzierbar und in hoher Qualität zu übertragen.

In einem ersten Testaufbau einer am IFUM entwickelten Prägevorrichtung konnte bereits eine vertikale Positionierungsgenauigkeit im Bereich von 100 nm erreicht werden. Somit konnten erste Gitterstrukturen mit einem Gitterabstand von 10 µm in eine Kunststofffolie erfolgreich übertragen werden.

Im weiteren Projektverlauf soll die Positionierungsgenauigkeit weiter gesteigert werden, um somit optische Strukturen im Nanometerbereich, wie beispielsweise Bragg-Gitter, übertragen zu können.