Umformen metallischer Strukturen im Submikro- und Nanobereich (PDF)

Wie lässt sich das Fertigungsverfahren Umformen vom Makroskopischen in den Submikro- und Nanobereich übertragen und welche physikalischen Besonderheiten müssen berücksichtigt werden? Diese und weitere Fragen bezüglich des Umformens metallischer Strukturen im Submikro- und Nanobereich zu klären, ist das Ziel der vorliegenden Dissertation. Die Übertragung des Umformprinzips in den kleinskaligen Bereich ist in vielen Aspekten analog zum Makroskopischen realisierbar. Die Werkzeuge des altertümlichen Schmieds - Hammer, Zange und Amboss - sind im Submikro- und Nanobereich durch von Mikromanipulatoren gesteuerte Umformwerkzeuge (Hämmer) und schmale, spitze Werkzeuge (Zangen) sowie dem Siliziumsubstrat als Analogon zum Amboss gekennzeichnet.
Das Umsetzen der Umformverfahren in den Submikro- und Nanobereich wird am Beispiel des Freiformens, des Gesenkformens, des Biegeumformens und des Schubumformens sowie des Zerteilens (Trennverfahren) demonstriert. Hierbei werden verschiedene Lösungen der Umsetzung für unterschiedliche Halbzeuggeometrien und Halbzeugwerkstoffe dargelegt und diskutiert. Abschließend werden Möglichkeiten der Werkzeugoptimierung und alternative Umformtechniken betrachtet sowie kombinierte Prozesse für die Fertigung erster Bauteile vorgestellt.