TU Berlin

Fachgebiet Mikro- und FeingeräteMikroprägen - Untersuchung des nanoskaligen Werkstoffverhaltens bei der Umformung metallischer Werkstoffe mittels Präge- und Furchkinematik zur Erzeugung optisch funktionaler Mikrostrukturen (DFG 440840282)

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Mikroprägen - Untersuchung des nanoskaligen Werkstoffverhaltens bei der Umformung metallischer Werkstoffe mittels Präge- und Furchkinematik zur Erzeugung optisch funktionaler Mikrostrukturen

Übergeordnetes Ziel des Forschungsvorhabens ist die Erzeugung von großflächigen mikrooptischen Elementen mit hoher Strukturdichte und minimaler Defektrate für Anwendungen im sichtbaren Bereich durch Umformung des oberflächennahen Bereichs metallischer Schichten. Es wird die Arbeitshypothese aufgestellt, dass es möglich ist, diffraktive und refraktive Mikrostrukturen für optische Anwendungen durch Umformprozesse mit geeigneten Prozessparametern, -strategien und Werkzeugen prozesssicher herzustellen.Projektziel ist, die Umformmechanismen bei Präge- und Furchprozessen grundlegend zu untersuchen und geeignete Parameter und Strategien für die reproduzierbare Herstellung abzuleiten. Profilqualität und Rauheit müssen engen Grenzen unterliegen, um Anwendungen für Wellenlängen im sichtbaren Bereich oder geringer zu ermöglichen. Mit dem Vorhaben sollen Fließeigenschaften unterschiedlicher Werkstoffe bei der umformenden Erzeugung refraktiver und diffraktiver Mikrostrukturen grundlegend analysiert werden. Darauf basierend werden optimierte Werkzeuge entwickelt und Prozesse zur Erzeugung strukturierter Flächen mit hoher Strukturdichte erforscht. Für Fertigungsprozesse von mikrooptischen Arrays und Gitterstrukturen sollen somit optimierte Bearbeitungsparameter bestimmt werden. Die Strukturierung erfolgt in verschiedene Materialien. Die höherfeste amorphe Al-Legierung RSA 501 zeigte in Zerspanungsversuchen im Gegensatz zu anderen RSA-Legierungen keine durch Partikeleinschlüsse hervorgerufenen Ausbrüche und wird in der Versuchsführung hinsichtlich der Eignung für umformende Prozesse untersucht. In Anlehnung an die klassische umformende Gitterteilung werden dünne Au-Schichten (< 1 µm) analysiert. Diese bieten eine hervorragende Grundlage für galvanische Folgeabscheidungen. Im Weiteren werden amorphe, chemisch abgeschiedene Nickel-Phosphorschichten untersucht, welche aufgrund der hohen Festigkeit und Härte im Aufbau von z. B. Spritzgusswerkzeugen eingesetzt werden können.

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