Mikro-Metallpulverspritzguss

Präzision und Komplexität auf kleinstem Raum

Replikat des kleinsten menschlichen Knochens
© Krämer-Engineering/Fraunhofer IFAM

Replikat des kleinsten menschlichen Knochens (Steigbügel) aus Edelstahl 316L

Knochenmarkstammzellen auf einer metallischen mikrostrukturierten Oberfläche; der Durchmesser der Hemisphären beträgt 50 µm
© Fraunhofer IFAM

Knochenmarkstammzellen auf einer metallischen mikrostrukturierten Oberfläche; der Durchmesser der Hemisphären beträgt 50 µm

Photokatalytisch beschichteter Mikroreaktor zur Wasserreinigung
© Fraunhofer IFAM

Photokatalytisch beschichteter Mikroreaktor zur Wasserreinigung; 26 Kanäle à 250 µm

Die Miniaturisierung von Bauteilen und funktionellen Oberflächen erfordert eine hohe geometrische Präzision in der Fertigung.

Der Mikro-Metallpulverspritzguss (µ-MIM) bietet neue Möglichkeiten für eine prozesssichere und reproduzierbare Serienfertigung von Mikrobauteilen für eine breite Anwendung. Die Design- und Materialfreiheit ermöglichen wirtschaftliche Lösungen für die Medizintechnik, der Biotechnologie oder der Elektronikindustrie.

Mikrobauteile – kleinste Geometrien

Der Mikro-Metallpulverspritzguss ermöglicht kleinste Bauteilabmessungen. Für den Menschen können so wichtige miniaturisierte Implantate hergestellt werden.

Der kleinste Knochen im menschlichen Körper ist der Steigbügel mit einem Durchmesser von 1,4 mm und einer Wandstärke von 280 µm. Doch dies ist erst der Anfang der Möglichkeiten, die der Mikrospritzguss bietet. Die kleinste am Fraunhofer IFAM hergestellte Geometrie besitzt eine Kantenlänge unter 250 µm.

Mikrostrukturierung – feinste Strukturen

Durch den Mikrospritzguss können feinste Strukturen auf makroskopischen Bauteilen realisiert werden. So werden mikrostrukturierte Oberflächen hergestellt, die als mikrofluidische Bauteile in der Mikroanalytik oder als strukturierte Oberflächen zur Beeinflussung des Zellverhaltens in der Medizintechnik eingesetzt werden können.

In Abhängigkeit von dem verwendeten Material und der genutzten Kavität können Geometrien mit einem Durchmesser von wenigen Mikrometern formtreu hergestellt werden.


Die Möglichkeiten:

  • Strukturgröße          < 10 µm
  • Wandstärke             < 300 µm
  • Aspektverhältnis       bis 16:1
  • Dichte                      > 99 %
  • Toleranz                   < 1 % bei 2 mm Strukturgröße