Mikrowerkzeug und Herstellungsverfahren „Mikrofräser“

Einleitung / Abstract

Die neue Technologie wird im Bereich der Mikrozerspantechnik angewandt. Sie ist zum einen als Alternative zur herkömmlichen Herstellung von Mikro-Zerspanwerkzeugen und zum anderen als Alternative zur grundsätzlichen Mikrotechnologie zu sehen. Chirurgische Mikro-Fräsköpfe, Zerspanwerkzeuge für Tintenstrahldrucker, Schreib- sowie Leseköpfe von PC’s können mit der neuen Technologie kostengünstig und präzise gefertigt werden.

Hintergrund

Die Miniaturisierung konventioneller Fräsprozesse ist schwierig. Mikrospanwerkzeuge werden bisher grundsätzlich spanend in Verbindung mit Schleifprozessen hergestellt. Bekannte alternative Fertigungsverfahren sind sehr aufwendig oder liefern Werkzeuge, die z. B. eine geringe Standfestigkeit haben.

Lösung

Die neue Technologie betrifft ein Verfahren, mit dem Mikrozerspanwerkzeuge mit sehr guten Eigenschaften kostengünstig hergestellt werden können. Zur Herstellung soll ein Substratmaterial (SiC) genutzt werden, auf dem eine Goldschicht aufgebaut wird. Anschließend soll im Zuge eines Fotolithografieprozesses eine Maske vorbereitet werden, die dem Negativ der zu erzeugenden Fräsergeometrie entsprechen soll. Auf der erzeugten Goldschicht soll nachfolgend eine Nickelschicht abgeschieden werden, die der Geometrie des zu erzeugenden Fräsers entsprechen soll. Danach sollen weitere Elemente – z. B. Freiflächen, Schneidkante – hergestellt werden. Dazu sollen u. a. Ätz-, Maskier- und Trennschleifprozesse genutzt werden. In Abb. 1 ist eine perspektivische Ansicht des Mikrozerspanwerkzeugs dargestellt.

Vorteile

Anwendungsbereiche

Mikrozerspantechnik, die z. B. bei der Feinbearbeitung von Formen für die Herstellung von sehr kleinen/detaillierten Bauteilen (z. B. Tintenstrahldruckköpfe, Schreib- und Leseköpfe für PC's, Chirurgische Mikro-Fräsköpfe) verwendet wird.