Projekte

R2RMAN

Neue Rolle-zu-Rolle Produktionsplattform zur Herstellung mikrofluidischer Systeme (MANUNET-R2RMAN)

Programm: Forschung für die Produktion von morgen (bis 2015)
Bekanntmachung: Hochleistungsfertigungsverfahren für die Produkte von Morgen - Technologieinnovationen auf dem Weg zur intelligenten Fertigung
Wettbewerb: Hochleistungsfertigungsverfahren für die Produkte von Morgen innerhalb transnationaler Forschungsprojekte des europäischen ERA-Net MANUNET

Kurzbeschreibung:
Ziel des transnationalen Forschungsprojekts R2RMAN ist, die Leistungsfähigkeit des 3D-Polymer-Mikrostrukturierungsprozesses zu erforschen und zu erweitern. Bei erfolgreicher Umsetzung kann die Leistungsfähigkeit des 3D-Polymer-Mikrostrukturierungsprozesses bei erhöhter Präzision der Strukturbreiten von fünf Mikrometern um den Faktor fünf gesteigert werden. Einer industriellen Verbreitung bei einer Steigerung der Bahngeschwindigkeit um den Faktor zehn sind Tür und Tor geöffnet, nicht nur im Bereich der Medizintechnik. Weitere Anwendungen in der Beleuchtungs- und Elektronikindustrie werden angestrebt.

www:
http://www.r2rman.eu

Projektdauer: 01.04.2014 − 30.11.2016

Projektkoordinator:
Dr. Reiner Götzen
microTEC Gesellschaft für Mikrotechnologie mbH
Telefon: +49 203 306-2054
E-Mail: reiner.goetzen@microtec-d.com

Ansprechpartner bei PTKA:
Dipl.-Ing. Jens Korell
Telefon: +49 721 608-26527
E-Mail: jens.korell@kit.edu

Detaillierte Projektbeschreibung

Problemstellung
Die Herstellung mikrosystemtechnischer Komponenten, wie z. B. LED- oder OLED basierte Lichtpanels sowie Biochips und Minilabore, sogenannte Lab-on-a-Chip Produkte z. B. zur Bestimmung der Blutzuckerwerte, ist zum einen hoch komplex, sensibel und unterliegt ständigen Neuerungen. Druckverfahren, wie das Rolle-zu-Rolle-Verfahren, sind dabei prädestiniert, mikrostrukturierte Bauteile industriell herzustellen. Die Erfüllung hoher Anforderungen an Qualität und Präzision gestaltet sich jedoch bislang schwierig. Großes Potenzial verspricht hierbei die Technologie des 3D-Polymer-Mikrostrukturierungsprozesses, bei dem unterschiedliche Materialien und Verfahren zum Drucken und Verbinden von Mikrostrukturen miteinander harmonieren müssen. Erste Tests im Labormaßstab konnten bereits erfolgreich umgesetzt werden, eine industrielle Etablierung scheint erfolgversprechend.

Ziel
Ziel des Forschungsprojekts R2RMAN ist, die Leistungsfähigkeit des 3D-Polymer-Mikrostrukturierungsprozesses zu erforschen und zu erweitern. Dabei liegt der Schwerpunkt auf der Steigerung der Produktivität und Wirtschaftlichkeit als auch auf der Erhöhung von Präzision, Reproduzierbarkeit und Sicherheit.

Vorgehensweise
Basierend auf ersten Erfahrungen wird der 3D-Polymer-Mikrostrukturierungsprozesses im Zusammenspiel mit den anderen Anlagenkomponenten erweitert. Im zweiten Schritt werden passende Materialen, z. B. Folien und Tinten, ausgewählt und deren Kompatibilität für die Anwendung sichergestellt. Die erforderliche weltweit einzigartige Präzision wird erreicht durch ein neuartiges, massives und damit schwingungsarmes Rahmensystem der Rolle-zu-Rolle-Anlage mit entsprechend hochwertigen Präzisionskomponenten, wie z. B. speziell adaptierten Tintenstrahldruckköpfen. Weiterführend wird durch den Einsatz von direktangetriebenen Servomotoren, die sich exakt steuern und positionieren lassen, die Qualität und Zuverlässigkeit des Hochleistungsfertigungsprozesses garantiert. Die Integration dieser Komponenten mit anderen Produktionsverfahren, wie z. B. dem Tintenstrahldruck, ermöglicht eine integrierte Fertigung von Lab-on-a-Chip Produkten in einer Gesamtanlage.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Bei erfolgreicher Umsetzung kann die Leistungsfähigkeit des 3D-Polymer-Mikrostrukturierungsprozesses bei erhöhter Präzision der Strukturbreiten von fünf Mikrometern um den Faktor fünf gesteigert werden. Einer industriellen Verbreitung bei einer Steigerung der Bahngeschwindigkeit um den Faktor zehn sind Tür und Tor geöffnet, nicht nur im Bereich der Medizintechnik. Weitere Anwendungen in der Beleuchtungs- und Elektronikindustrie werden angestrebt. Die transnationale Entwicklungszusammenarbeit stellt dabei die Verbreitung der Ergebnisse und die Öffnung neuer Märkte sicher.

Publikationen

ERANET Projekt: Neue Rolle-zu-Rolle Produktionsplattform zur Herstellung Mikrofluidischer Systeme (MANUNET-R2RMAN)
Autor: Götzen, J.; Götzen, R.; Bohlmann, H.
Erscheinungsjahr: 2017
Beschreibung: Ziel von microTEC im Rahmen von R2RMAN war es, die Leistungsfähigkeit des RMPD-Rotation Prozesses (als Vertreter eines additiven Fertigungsprozesses) zu erweitern, die Produktivität und Wirtschaftlichkeit zu steigern, sowie insbesondere auch die Reproduzierbarbarkeit und Sicherheit zu erhöhen. Das Vorhaben hat gezeigt, dass die Umsetzung der RMPD-Rotation Technologie erhebliche Fortschritte gemacht hat und genauere Spezifikationen zur Herstellung von Mikrostrukturen ermittelt werden konnten. Diese bieten eine Grundlage für die zukünftige Entwicklung von anwendungsbezogenen technischen Lösungen.

Projektträger

Projektträger Karlsruhe (PTKA)
Produktion, Dienstleistung und Arbeit
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Hermann-von-Helmholtz-Platz 1
76344 Eggenstein-Leopoldshafen

+49 (0)721 608-25281
info@ptka.kit.edu
Außenstelle Dresden
PTKA

Ansprechpartner

Sekretariat Karlsruhe

Susanne Zbornik

+49 (0)721 608-25281
susanne.zbornik@kit.edu

Sekretariat Außenstelle Dresden

Heike Blumentritt

+49 (0)721 608-31435
heike.blumentritt@kit.edu