Projektbereich C: Produktion

Im Projektbereich C "Produktion" wird erfolgreich ein Beitrag zur Entwicklung serien-tauglicher Fertigungsverfahren zur Herstellung qualitativ hochwertiger, belastbarer und präziser Mikrobauteile aus Metalllegierungen und Keramiken in mittleren und großen Stückzahlen mit Potential zur Automatisierung unter Integration der Qualitätssicherung geleistet. Das Mikro-Pulverspritzgießen inklusive Entbindern und Sintern wurde soweit entwickelt, dass Mikrobauteile aus Zirkonoxid-Keramik mit zufriedenstellenden mechanischen Biegefestigkeiten hergestellt werden konnten. Weitere Spritzgießversuche wurden mit metallpulverhaltigen Formmassen durchgeführt.
Dabei stellte sich heraus, dass Formeinsätze für komplexe mikrostrukturierte Geometrien die Weiterentwicklung eines Werkzeugkonzepts erforderlich machen. Dieses wurde bereits an den zuletzt abgeformten Demonstratorkomponenten getestet. Besonders hervorzuheben sind die Erfolge im Bereich des Mikrogusses, der insbesondere von den Möglichkeiten hinsichtlich Gestaltungsfreiheit und Aspektverhältnissen als eine sehr vielversprechende Variante für die Herstellung hochpräziser und hochbelastbarer Mikrobauteile aus komplexen Metalllegierungen anzusehen ist.
Zur Automatisierung der Prozesskette nach dem eigentlichen Formgebungsprozessschritt sind Konzepte zur besseren Entformung und Vereinzelung von Mikrobauteilen erarbeitet worden. Für die automatische Entformung/Entnahme der Grünlinge aus der Spritzgießmaschine wurden verschiedene Greifverfahren analysiert und ausgewählte prototypisch validiert. Daneben wurden in der mit der Qualitätssicherung befassten Arbeitsgruppe die Rückverfolgung einzelner Mikrobauteile in der Prozesskette ermöglicht, Microfeatures als Strukturelemente von Mikrobauteilen identifiziert und die dimensionelle Messtechnik für geometrische Bauteilmerkmale aufgebaut.
Als Beitrag zur Qualitätssicherung wurde ein Instrument entwickelt, um eine Quali-tätskontrolle, zunächst mit Fokus auf die Messtechnik, in der gesamten Produkten-stehungskette von Mikrobauteilen durchzuführen. Über das antragsgemäße Ziel hin-aus wurde die Zusammenfassung, Strukturierung und Bereitstellung prozess- und qualitätsbestimmender Informationen entlang der gesamten Prozesskette zum Gewinn des gesamten SFB mit aufgenommen. Diese Arbeiten unterstützten die Identifi-zierung von primär geometriespezifischen Microfeatures an Formeinsätzen, Probe-körpern und Demonstratorbauteilen, die unter exakt definierten Messbedingungen ermittelt wurden.
Gerade die Verknüpfung innerhalb der Projektbereichs zwischen den urformenden Teilprojekten einerseits und den auf eine spätere wirtschaftliche Fertigung ausgerich-teten andererseits ermöglicht erst durch das Zusammenführen der unterschiedlichen Kompetenz an zwei Instituten die Entwicklung eines angestrebten wirtschaftlichen, möglichst automatisierten Gesamtprozesses mit integrierter Qualitätssicherung.

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