Prof. Dr.-Ing. Matthias Deckert war mit der Antragstellung eines neuen Forschungsvorhabens bei der Baden-Württemberg-Stiftung erfolgreich. Das Vorhaben tr?gt den Titel ?Industrietaugliche Spritzgie?prozesse zur Replikation bioinspirierter Werkzeugoberfl?chen zur Erzeugung 3D-reibwertoptimierter Funktionskomponenten“ und das Kennwort “SNAKE-Skin“. Die Laufzeit des Vorhabens betr?gt 3 Jahre.
Ziel des gemeinsam von der Hochschule Esslingen und dem Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM in Freiburg beantragten Vorhabens ist die Erarbeitung industrietauglicher Fertigungsverfahren zur Erzeugung bioinspirierter Nanostrukturen hoher Gebrauchsbest?ndigkeit auf Polymeroberfl?chen mit richtungsabh?ngigem, in weiten Bereichen frei einstellbarem, bedarfsgerechtem Reibwert (Reibwert-on-Demand). M?gliche Anwendungen umfassen die Bereiche Medizin- und Mikrosystemtechnik sowie die Lager- und F?rdertechnik. Im angestrebten Spritzgie?prozess kann eine kleine als auch eine gro?e Fl?chen strukturiert und somit funktionalisiert werden.
Um dieses Ziel zu erreichen sollen im Vorhaben Prozesse zur PVD-basierten, gro?fl?chigen Abscheidung gerichteter (anisotroper) Nanostrukturen erarbeitet werden. Derartige Strukturen sollen auf Werkzeugen für den Kunststoffspritzguss appliziert und im Spritzgie?prozess in vernetzende Polymere abgeformt werden, so dass Strukturen nach dem Vorbild der California King Snake auf der Polymeroberfl?che erzeugt werden k?nnen. Deren Haut verfügt über eine spezielle, anisotrope Mikro- und Nanostruktur, die der Schlange eine sichere Fortbewegung selbst auf schwierigsten Untergründen erlaubt.
Im Spritzgie?prozess soll untersucht werden, wie durch eine gezielte Prozessführung die Strukturen auf den Werkzeugoberfl?chen auf die Komponentenoberfl?chen übertragen und dann prozesssicher entformt werden k?nnen. Dabei sollen reaktive Systeme wie PUR oder LSR verarbeitet werden. Diese Kunststoffe k?nnen in der H?rte variiert werden, wodurch gezielt Rückfeder- bzw. Selbstheilungseigenschaften begünstigt werden sollen (siehe Vergleich PUR und PC).
Im Verlauf des Vorhabens sollen derart nanostrukturierte Demonstratorbauteile abgemustert und bezüglich ihrer Reibwerteigenschaften und Best?ndigkeiten charakterisiert werden. Damit soll der Nachweis der anisotropen, tribologischen Wirkung von Nanostrukturen und damit der gezielten, richtungsabh?ngigen Reibwertmodifikation erbracht werden. Perspektivisch k?nnen damit z.B. verbesserte Instrumente für die minimalinvasive Chirurgie bereitgestellt werden, die dem Operateur ein gegenüber bestehenden L?sungen wesentlich verbessertes, haptisches Feedback zur Verfügung stellen.
