Siliziumstempel auf einem Stahladapter

Einsatz von einkristallinem Silizium als Werkzeugwerkstoff für Schneidprozesse von dünnen Folien

Die Bearbeitung dünner Metallfolien zur Herstellung metallischer Bauteile (z.B. Lithium-Polymer-Batterie-Gehäuse) bis zu einigen 100µm Dicke durch Stanzen, ist lange bekannt. Als Werkstoffe für die Werkzeuge (Stempel) werden Stahl oder Keramik verwendet. 
Gegenstand des Projektes ist die Entwicklung von hochpräzisen Stempeln mit Hilfe der Mikrosystemtechnik für das Stanzen von Folien im Dickenbereich von wenigen µm bei hohen Stückzahlen. Möglich wird die Herstellung hochpräziser Stempel aus Silizium durch fortgeschnittene Ätztechnologien. Die Siliziumtechnologie bietet zudem Möglichkeiten einer gezielten Einstellung der Oberflächeneigenschaften (Rauheit) und Oberflächenkonturen (Schneidkante) des Stempels. Um die Lebensdauer der Siliziumstempel zu erhöhen, können die Stempel mit einer Hartstoffschicht, wie LPCVD Si3N4 oder SiC beschichten werden. Wichtige Fragen im Projekt sind die Haftung der Hartstoffschicht auf Silizium und die Einstellung der Schneidkante. Mit der Einstellung der Schneidkante des Werkzeuges ist es möglich die Schnittqualität zu verbessern, um hochwertige Mikrobauteile herstellen.

Projektpartner

Hochschule Furtwangen, IAF (Silizium-Stempel, Charakterisierung)
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, LFT (Versuchsaufbau, Stanzversuche, Charakterisierung)

Projektleiter
Prof. Dr. Ulrich Mescheder

Kontakt

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