Heissprägen von Mikrostrukturen

Im Rahmen eines Forschungsprojektes mit dem Fraunhofer-Institut IWU in Chemnitz wurde die grundlegende Machbarkeit einer Technologie zum Heißprägen nichtmetallischer Werkstoffen im Hochtemperaturbereich untersucht. Im Ergebnis der Arbeiten wurden Mikrostrukturen in Glas sowohl mit Silizium-Werkzeugen als auch mit Werkzeugen aus Stahl durch Heißprägen im Temperaturbereich zwischen 400 und 700°C realisiert. Dabei konnte gezeigt werden, dass die Mikrostrukturierung von anorganischem Glas in guter Qualität und prozesssicher möglich ist.

Die Demonstrationsanlage besteht aus einer Präzisionsumformmaschine inspekt 600kN P.U.M.A der Firma Hegewald & Peschke GmbH, einer Vakuumprozesskammer der Firma Roth & Rau sowie der Heißprägetechnologie inklusive Umformwerkzeuge des Fraunhofer-Institutes IWU. Voraussetzung für Prägevorgänge im Mikrometerbereich ist ein hochgenaues, kippfreies Verfahrverhalten der Traversen. Bei der inspekt P.U.M.A wurde ein Grenzwert von 10µm pro Meter bei voller Belastung von 600kN in X-und Y Richtung realisiert. Die Maschine ist mit vier separat angetriebenen Spindeln und Laserwegmesssystemen ausgerüstet. Dadurch können kleinste Kippbewegungen der Prägetraverse ausgeregelt werden. 

Die universelle Prüfsoftware LabMaster steuert den gesamten Prägevorgang. Dabei übernimmt Labmaster auch die Verwaltung der externen Geräte, wie Vakuumkammer und Prozessheizung der Prägewerkzeuge.