Aktualisiert: 2019-03-29
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Expansionsspritzgießen von Mikrobauteilen
Schlüsselwort: Mikrobauteil
Strukturelle Eigenschaften von dünnen amorphen Kohlenstoffschichten und ihre Auswirkungen auf Mikrotribologie und Deformationsverhalten.
Im Zuge der stetig voranschreitenden Miniaturisierung und der damit verbundenen Bedeutung von Funktionalität und Lebensdauer aktiver Mikrosysteme sind Untersuchungen hinsichtlich Reibung und Verschleiß auf der Mikroskala unerlässlich. Dazu werden im Rahmen dieser Arbeit einige zehn bis wenige hundert Nanometer dünne amorphe Kohlenstoffschichten als Schutzschichten für mikrostrukturiertes Silizium hinsichtlich ihrer tribologischen Eigenschaften und ihrem Deformationsverhalten untersucht.Zur strukturellen Analyse der dünnen Oberflächenbeschichtungen wurden die Morphologie, Rauigkeit, Zusammensetzung, Bindungsgefüge, Dichte und Eigenspannung bei Variation der Auftreffenergien der schichtbildenden Teilchen untersucht. Die Schichten wurden mithilfe von Magnetronsputtern eines Graphittargets erzeugt. Unter den strukturell definierten Schichteigenschaften erfolgten mechanische und tribologische Untersuchungen im Einzelpunkt- und Fläche-Fläche-Kontakt. Der Einzelpunkt-Kontakt wird durch Nanoindentierung und -scratch realisiert. Die Reibung im Fläche-Fläche-Kontakt wird durch Nanoscratch mit einem "Flat Punch" und durch einen speziell konstruierten Fläche-Fläche-Reibtester untersucht.
Aktualisiert: 2020-02-21
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Oberflächendefektausheilung und Festigkeitssteigerung von niederdruckspritzgegossenen Mikrobiegebalken aus Zirkoniumdioxid
Während der thermischen Entbinderung von keramischen Mikroteilen wurde ein einzigartiger Effekt beobachtet, der häufig auch zu einer Verbesserung der Oberflächengüte führt. Mit Hilfe einer kontrollierten Prozessführung ist es möglich den so genannten Effekt der Oberflächendefektausheilung gezielt auszunutzen. In dieser Arbeit werden die komplexen und bisher teils unbekannten Zusammenhänge zwischen Prozessführung, Defektausheilung und sich daraus ergebenden Festigkeitssteigerung vorgestellt.
Aktualisiert: 2021-02-11
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Erweiterung des Prozessverständnisses für das einstufige Lasermikroauftragschweißen zur prozesssicheren Generierung von Strukturen und Bauteilen
Die konsequente branchenübergreifende Miniaturisierung von Funktionsbauteilen führt zu einer steigenden Nachfrage nach innovativen Prozessen zur Generierung von Mikrobauteilen und -strukturen. Vor diesem Hintergrund haben sich in den letzten Jahren unter dem Aspekt von Flexibilität und Wirtschaftlichkeit insbesondere Fertigungsverfahren des „Rapid Manufacturing“ industriell etabliert. Neben der Herstellung polymerbasierter Bauteile gewinnt der Einsatz von Metallen an Bedeutung. Die derzeit verfügbaren Technologien sind hinsichtlich der realisierbaren Strukturauflösung, der Flexibilität der Schichterzeugung sowie zumeist in der Wahl des verarbeiteten metallischen Werkstoffs begrenzt. Eine Alternative zu den konventionellen Verfahren des „Rapid Manufacturing“ stellt das einstufige Lasermikroauftragschweißen bei direkter Zufuhr des pulverförmigen Zusatzwerkstoffs in die Prozesszone dar. Anhand des nichtrostenden Stahls 1.4021 wird das hohe Potential dieses Verfahrens durch den Aufbau einer geeigneten Anlagentechnik demonstriert. Durch die Entwicklung von Prozessparametern sowie die Optimierung des optischen Systems und der Pulverzufuhr mittels Strahlcharakterisierung und Hochgeschwindigkeitskameratechnik konnten Mikrowände mit einer Breite von minimal 30 µm und einem Aspektverhältnis von 70:1 generiert werden. Die Verifizierung eines Spurüberlappungsmodells ermöglicht zudem den Aufbau von komplexen Bauteilen mit Strukturauflösungen im zweistelligen Mikro-meterbereich bei Materialdichten von > 99 %.
Aktualisiert: 2019-10-17
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