Mikrostrukturierung metallischer Platinen durch Warmprägung mittels Widerstandserwärmung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Gerhard Hirt
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 83596670

Grundlegende Untersuchungen im Bereich des Mikroprägens relativ weicher metallischer Werkstoffe (Al, Cu) haben die Eignung dieses Verfahrens zur Herstellung funktionaler Bauteile für mikrotechnische Anwendungen insbesondere in der Mikrofluidik unter Beweis gestellt. Die Strukturierung hoch belastbarer Werkstoffe wie nichtrostende Stähle, die in der Mikroverfahrenstechnik (z.B. in Brennstoffzellen oder in Mikroreaktoren) eingesetzt werden, stößt beim kalten Mikroprägen derzeit an technologische Grenzen, die durch eine gezielte Herabsetzung der Fließspannung mittels Probenaufheizung überschritten werden können. Ziel dieses Projektes ist die Realisierung und Optimierung einer werkzeugintegrierten direkten Widerstandsheizung, die durch eine schnelle, gleichmäßige und reproduzierbare Durchwärmung der Mikroplatinen Vorteile gegenüber anderen Erwärmungsprinzipen in der Mikrotechnik aufweist. Zur Umsetzung dieses Ansatzes sind sowohl experimentelle als auch numerische Methoden vorgesehen, um ausgehend von Verfahrensgrundlagen hin zu einer ganzheitlichen Betrachtung und Auslegung des Prozesses zu gelangen – unter Beachtung der elektrisch-thermischen und thermisch-mechanischen Einflussgrößen sowie deren Auswirkungen auf das Gefüge. Das Mikroprägen von nichtrostendem Stahl soll in einem integrierten Prozess mittels konduktiver Platinenerwärmung verbesserte Umformergebnisse (Ausformung, Homogenität) bei reduziertem Kraftbedarf ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen