Die Mikrofabriken der Zukunft

In den letzten Jahrzehnten haben sich Polymere als kostengünstige, flexible Lösung für eine Vielzahl von Anwendungen in den Material verarbeitenden Sektoren und in der chemischen verarbeitenden Industrie erwiesen. Durch ihr geringes Gewicht, Schlagfestigkeit und Verarbeitbarke...

In den letzten Jahrzehnten haben sich Polymere als kostengünstige, flexible Lösung für eine Vielzahl von Anwendungen in den Material verarbeitenden Sektoren und in der chemischen verarbeitenden Industrie erwiesen. Durch ihr geringes Gewicht, Schlagfestigkeit und Verarbeitbarkeit bei relativ niedrigen Temperaturen, haben Kunststoff- und Gummiteile ein enormes Nachfragewachstum erlebt, trotz steigender Ölpreise und der Konkurrenz durch Alternativen wie Metall und Glas. Gleichzeitig setzt der globale Wettbewerb weiterhin die Gewinnmargen und die Produkteinführungszeiten unter Druck, wodurch Hersteller in den Bereichen Produkt-Performance und Produktionseffizienz konstant zu Neuerungen getrieben werden.

Der neueste Trend geht jetzt in die Richtung kleinerer Produkte mit kleineren Features im Sub-Mikrometer und Nanometerbereich. Dieser geht kontinuierlich voran und führt zu einem Bedarf an mikromechanischen Systeme auf Polymerbasis, die komplex geformte und aus mehreren Materialen bestehende Komponenten erfordern, die nicht unter Verwendung der verfügbaren Techniken hergestellt werden können. Um die europäischen Hersteller zu unterstützen, müssen bestehende Mikro-Fabrikationstechniken und Werkzeuge angepasst und geändert werden. Dies bedeutet, dass Mikro-Replikationstechnologien wie Mikro-Spritzguss und Heißprägen deutlich verbessert werden müssen. Darüber hinaus müssen auch automatisierte Teil-Montage und hochentwickelte Techniken zur Qualitätskontrolle aufgestellt werden.

Das Verbundprojekt "Converging Technologies for Microsystems Manufacturing (COTECH)" wird genau das tun. Das Projekt konzentrierte sich auf komplementäre Techniken und kombinierte diese, indem es Technologien anpasste und Hybrid-Lösungen in der gesamten Prozesskette der Mikroproduktion entwickelte. Es hat die Produkteinführung verkürzt, die Kosten gesenkt und die Vision von modularen Desktop- oder Mikro-Fabriken weiterentwickelt.

COTECH konnte neue Mikroreplikationstechniken entwickeln und demonstrieren, indem es die Fähigkeiten verschiedener Prozesse und Techniken auf der Grundlage des Mikrospritzgussverfahrens miteinander kombinierte. Für die Herstellung von mikromechanischen Bauteilen und Systemen auf Polymerbasis wurde eine globale Verarbeitungskette, die automatisierte Fertigungsschritte durchführt, implementiert. Der Prozess wird von neuen fortschrittlichen Simulationsmodellen und Hochgeschwindigkeitsmesssystemen unterstützt, um die Qualität in allen Stufen der Prozesskette zu überwachen. Eine neue Generation von Mikrospritzgussmaschinen wurde entwickelt und befindet sich bereits auf dem Markt. .

Die von diesem Projekt entwickelte Technologie kann in den Bereichen Gesundheitspflege und Fahrzeugindustrie eingesetzt werden. Das Projekt demonstrierte die Fähigkeit, in wenigen Schritten Wert schöpfende Mikrovorrichten mit fortschrittlichen Funktionalitäten herzustellen wie selbstbindende Zahnklammern, Mikrobuchsen für Signalträger von Hörgeräten, Linsen für Handy-Taschenlampen und vieles mehr.

Das Projekt wird durch die EU im Rahmen des 7. Rahmenprogramms unter "NMP - NMP2-LA-2009-214.491: Nanowissenschaften, Nanotechnologien, Werkstoffe und neue Produktionstechnologien" finanziert. Projektstart war Oktober 2008 mit einem Konsortium aus 25 europäischen Organisationen (KMU, Industrieführern, Forschungszentren, Universitäten und Service-Organisationen) aus 10 europäischen Ländern.Weitere Informationen sind abrufbar an der: COTECH http://www.fp7-cotech.eu/index.php?id=48