Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Universität Erlangen-Nürnberg



Einsatz von einkristallinen Silizium als Werkzeugwerkstoff für Schneidprozesse dünner Folien



Projektstatus: abgeschlossen

Mitarbeiter


Das Ziel dieses Gemeinschaftsprojekts mit der Hochschule Furtwangen ist die grundle-gende Qualifizierung von einkristallinem Silizium als Werkzeugwerkstoff zum Scherschneiden dünner metallischer Folien. Dazu werden die hohe Genauigkeit von Verfahren der Mikrosystemtechnik für die Miniaturisierung von Scherschneidwerkzeugen genutzt. Hierbei sind für den späteren Einsatz insbesondere die spröden Werkstoffeigenschaften des Siliziums ein limitierender Faktor. Auf Basis experimenteller Schneidversuche in einem speziellen Prüfstand sowie simulativer Untersuchungen wurde ein grundlegendes Prozessverständnis erarbeitet. Mittels gezielt eingebrachter Positionierfehler sowie der in Abhängigkeit des Herstellungsverfahrens erreichbaren Oberflächenqualitäten der Stempel wurde hierzu auch die Sensibilität der Siliziumstempel gegenüber Prozessfehlern anhand der Werkzeugbelastung und des Verschleißes berücksichtigt. Im weiteren Projektverlauf wird dieses Wissen für eine gänzlich mikrosystemtechnische Herstellung eines Werkzeugsystems zum Scherschneiden genutzt.

Werkzeugsystem mit Siliziumstempel (a) und mögliche Positionierfehler beim Scherschneiden (b)


Forschungsgruppen


Veröffentlichungen

    2016

    • Hildering, S.; Michalski, M.; Engel, U.; Merklein, M.:
      Tool Load Sensitivity against Multidimensional Process Influences in Microblanking of Thin Metal Foils with Silicon Punches.
      J. Manuf. Sci. Eng. 138(2016)9, S. 091004 1-9

    2015

    • Hildering, S.; Engel, U.; Merklein, M.:
      Influence of Process Errors on the Tool Load in Microblanking of Thin Metal Foils with Silicon Punches.
      J. Micro Nano-Manuf. 3(2015)2, S. 021001

    • Hildering, S.; Engel, U.; Merklein, M.:
      Improved Tool Performance in Microblanking of Thin Metal Foils Through Defined Cutting Edge Modification of Silicon Punches.
      In: Annoni, M.; Fassi, I.; Wiens, G.J.; Dimov, S. (Hrsg.): Proc. 4M/ICOMM2015 Conf., Research Publ., 2015, S. 238-241

    • Hildering, S.; Michalski, M.; Engel, U.; Merklein, M.:
      Tool Load Sensitivity against Multidimensional Process Influences in Microblanking of Thin Metal Foils with Silicon Punches.
      In: ASME (Hrsg.): Proceedings of the ASME 2015 International Manufacturing Science and Engineering Conference, 2015, S. 1-10

    2014

    • Hildering, S.; Engel, U.; Merklein, M.:
      Influence of Process Errors on the Tool Load in Microblanking of Thin Metal Foils with Silicon Punches.
      Proc. 9th Int. Conf. Micromanufacturing (2014), auf CD veröffentlicht

    • Hildering, S.; Merklein, M.; Engel, U.:
      Performance of Silicon Punches for Microblanking of Thin Metal Foils.
      Proc. 4th Int. Conf. Nanomanufacturing nanoMan (2014), auf CD veröffentlicht

    2013

    • Hildering, S.; Engel, U.; Merklein, M.:
      Influence of the Cutting Edge Geometry on the Tool Stress Distribution in Monocrystalline Silicon Punches for Microblanking of Thin Metal Foils.
      In: Azcárate, S.; Dimov, S. (Hrsg.): Proc. 10th Int. Conf. Multi-Material Micro Manufacture, Research Publ., 2013, S. 85-88

    2012

    • Hildering, S.; Becsi, L.; Engel, U.; Merklein, M.; Mescheder, U.:
      Experimental investigations on high-precision microcutting of copper foils with microfabricated silicon punches.
      In: Shore, P.; Spaan, H.; Burke, T. (Hrsg.): Proc. 12th Int. Conf. European Society for Precision Engineering and Nanotechnology, euspen, 2012, S. 177-180

    • Hildering, S.; Becsi, L.; Merklein, M.; Mescheder, U.:
      Tranciatura ad alta precisione di fogli di rame mediante punzoni in silicio monocristallino rivestiti e non.
      Lamiera (2012)2, S. 44-48

    2011

    • Hildering, S.; Engel, U.; Merklein, M.:
      Use of Monocrystalline Silicon as Tool Material for Highly Accurate Blanking of Thin Metal Foils.
      AIP Conf. Proc. 1353(2011), S. 481-486

    • Hildering, S.; Becsi, L.; Engel, U.; Merklein, M.; Mescheder, U.:
      High-precision blanking of thin copper foils using uncoated and coated monocrystalline silicon punches.
      In: Kück, H.; Reinecke, H.; Dimov, S. (Hrsg.): Proc. 8th Int. Conf. Multi-Material Micro Manufacture, Research Publ., 2011, S. 191-195

    • Becsi, L.; Hildering, S.; Mescheder, U.; Engel, U.:
      Mikrostanzen - Einsatz von einkristallinem Silizium als Werkzeugwerkstoff für Schneidprozesse von dünnen Folien.
      In: BMBF ; VDE ; GMM ; VDI/VDE-IT (Hrsg.): Tagungsband 4. Mikrosystemtechnik-Kongress Darmstadt, VDE GmbH, 2011, S. 531-534

    2010

    • Hildering, S.; Engel, U.:
      A novel approach for high-precision blanking of thin metal foils using monocrystalline silicon as tool material.
      In: Fillon, B.; Khan-Malek, C.; Dimov, S. (Hrsg.): Proc. 7th Int. Conf. Multi-Material Micro Manufacture, Research Publ., 2010, S. 216-219

    Letztes Update: 03.09.2015