Neue Wege zur wirtschaftlichen Mikro- und Nanoproduktion - µPRO

Im Maschinen- und Anlagenbau, in der Elektrotechnik sowie bei Anwendern wie der Autoindustrie wächst der Bedarf nach neuartigen Fähigkeiten zur Mikroproduktion. Besonders dort, wo bei großen Stückzahlen Prozesse der Elektronikproduktion genutzt werden können, werden Mikro-Elektro-Mechanische Systeme bereits hergestellt. Es fehlt aber an flexiblen Fertigungsverfahren, die für die wirtschaftliche Produktion miniaturisierter Produkte in wechselnden Stückzahlen nötig sind. Hier soll durch zielgerichtete Forschung die Basis für ganz neue Produktionsverfahren und Ausrüstungen geschaffen werden.

---

Um in Zukunft die Chancen einer wirtschaftlichen und flexiblen Mikroproduktion zu erschließen, muss der gesamte Fertigungsprozess für miniaturisierte und mikrostrukturierte Teile optimiert werden. Dabei ist neben der technischen Lösung auch eine entsprechende Arbeitsorganisation und ein für die Stückzahlen passender Automatisierungsgrad wichtig. Die einzelnen Elemente von Produktionssystemen wie Entwurfsmethoden, Mikrofertigungs- und Handhabungsverfahren sowie die Produktionsanlagen müssen in ihrer Leistungsfähigkeit aufeinander abgestimmt und so gestaltet werden, dass diese durch Facharbeiter gesteuert werden können.

Forschung

Für die industrielle Produktion von Mikroteilen und -baugruppen in Strukturen zwischen 10 µm und 0,1 µm sowie von Nanomaterialien, Nanoschichten und Nanostrukturen ist die Forschungslandschaft in Deutschland bereits gut entwickelt. Zahlreiche Institute der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren, der Universitäten oder der Fraunhofer-Gesellschaft haben gute personelle und technische Voraussetzungen für exzellente Forschung auf diesem Gebiet.
Zu den Themenfeldern von µPRO gehören u. a.:

• Durchgängige Prozessketten für mikrostrukturierte Teile und Mikroteile
• Fehlerfreies Systemverhalten komplexer mechatronischer Produkte
• Aufbau- und Verbindungstechnik für neue Bauelemente der Mikroelektronik
• Produktionssysteme zur integrierten Herstellung von dünnen und funktionalen Schichten

Ziele

Mikro- und Nanoproduktion bieten in einem Hochlohnland wie Deutschland neue Chancen für Wachstum und Beschäftigung. Dabei sind aber große Herausforderungen zu bewältigen wie:

• die sichere Beherrschung von Mikro- und Nanoprozessen,
• das fehlerfreie Systemverhalten komplexer Produkte mit miniaturisierten Antrieben, Sensoren und Informationstechnik-Komponenten,
• die Verbesserung der Wirtschaftlichkeit im Vergleich zu bisherigen Technologien,
• die Gewährleistung des Umweltschutzes, gute Arbeitsbedingungen.

Ergebnisse

Es wurden neue Fertigungstechnologien und Produktionsausrüstungen für die mikrotechnische Produktion entwickelt. Dabei wurde darauf geachtet, dass die neuen Maschinen und Werkzeuge, Entwurfs-, Produktions-, Bestückungs-, Prüf- und Reparaturkonzepte die gesamte Wertschöpfungskette abdecken.

Damit werden Produkte mit einer höheren Funktionalität und Leistungsfähigkeit in wechselnden Stückzahlen wie Sensoren, Industriesteuerungsanlagen und Mikroantriebe wirtschaftlich herstellbar.

Neben dem Maschinenbau, der Automobiltechnik und der Elektronikindustrie sind auch Unternehmen der Optik und Medizintechnik wesentlich beteiligte Entwicklungspartner.

---

nach oben