2K-Mikrospritzgießen partiell leitfähiger Kunststoffformen zur gerichteten Abscheidung aus wässrigen Elektrolyten

• Antragsteller: Dr.-Ing. Volker Piotter
• Fachliche Zuordnung: Kunststofftechnik
• Förderung: Förderung von 2006 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 18776890

Zur Herstellung von Mikrobauteilen oder mikrostrukturierten Bauteilen soll eine Verfahrenskombination basierend auf partiell leitfähigen Kunststoffformen entwickelt werden. Für eine fehlerfreie elektrolytische Materialabscheidung in mikrostrukturierte Formen mit hohem Aspektverhältnis (Strukturhöhe zu Wanddicke) ist es nämlich notwendig, dass diese Formen einen leitfähigen Grund (Substrat) und elektrisch isolierende Strukturwände besitzen. Die gesamte Verhahrenskombination besteht somit aus dem Zwei-Komponenten-Mikrospritzgießen mit unterschiedlich leitfähigen Kunststoffen zur Fertigung der Formen und der Galvanoformung in diese Formen für die Herstellung von Mikrokomponenten aus Metall bzw. der Elektrophorese für Mikrokomponenten aus Keramik. Ziele des Teilprojekts sind die Erforschung der Verbindungszone als Grenzfläche zweier Polymerschmelzen zwischen den unterschiedlich leitfähigen Kunststoffen der Formen und die Entwicklung geeigneter Prozessparameter für das Zweikomponenten-Mikrospritzgießen sowie die grundlegende Untersuchung der Vorgänge bei der Materialabscheidung (Galvanoformung und Elektrophorese) in partiell leitfähigen Formen. Für alle Prozessschritte der Verfahrenskombinationen sind die Prozessparameter zu entwickeln und die Auswirkungen des Spritzgießprozesses auf die Qualität der elektrochemischen Materialabscheidung zu untersuchen. Hierunter fällt auch die Ermittlung optimaler Polymerpaarungen für das 2K-Spritzgießen, wobei erstmals speziell angesetzte leitfähige Compounds beispielsweise mit Carbon Nano Tubes (CNT) als Füllstoff verwendet werden. Ferner wird ein spezielles 2K-Werkzeug entwickelt, mit dem Kunststoffformen hergestellt werden können. Außerdem sollen erstmals keramische Mikrobauteile durch elektrophoretische Abscheidung in partiell leitfähige Kunststoffformen hergestellt werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 702: Maschinen-, Werkzeug- und Prozessentwicklung für neue Verfahren zur Herstellung von Mikrobauteilen über flüssige Phasen
• Beteiligte Person: Dr.-Ing. Hans Joachim Ritzhaupt-Kleissl