Herstellung von Prägewalzen

Prägewalzen für das Endlosverfahren der Rolle-zu-Rolle-Abformung sind ein etabliertes Mittel, um kostengünstig große Mengen an Bauteilen mit strukturierten Oberflächen zu produzieren. Das Fraunhofer IPT entwickelt deshalb Verfahren zur Fertigung hochpräziser Prägewalzen weiter: Die mikrostrukturierten Walzen haben sich als Formwerkzeuge für die Produktion optischer Folien bewährt – besonders interessant für Anwendungen der Optik und Displaytechnik.

Sehr feine Strukturen eröffnen ein weiteres Anwendungsfeld für funktionale Oberflächen: Mikro- und Nanostrukturen, zum Beispiel für Anwendungsgebiete der Strömungstechnik oder für die Bio- und Zelltechnologie, können von der hochpräzisen Walzenzerspanung profitieren – als eine moderne Alternative zur etablierten Mikrozerspanung von Formwerkzeugen für Spritzgussprozesse.

Herstellung von Prägewalzen mit einer Oberflächengüte bis unter 5 nm Ra

Die Vielzahl möglicher Störgrößen auch bei lang andauernden Fertigungsprozessen zu kontrollieren, ist bei der Zerspanung der Walzen die größte Herausforderung. Hier profitieren wir von unserer langjährigen Erfahrung mit der Herstellung von Präzisionsteilen und Spritzgusswerkzeugen. Höchste Formgenauigkeiten und Oberflächengüten bis unter 5nm Ra sowie maximale geometrische Freiheit sind bei uns selbstverständlich.

Bei der Herstellung der Prägewalzen werden optische Oberflächen, Freiformflächen, Mikrostrukturen oder Nanostrukturen durch monokristalline Diamantwerkzeuge auf der Mantelfläche der Walzen aufgebracht. In einem angeschlossenen Rolle-zu-Rolle-Verfahren können diese auf Folien abgeformt werden – für ein ebenes, ultrapräzises Ergebnis.

Von der Machbarkeitsstudie bis hin zur funktionalen Folie

Unser Leistungsangebot umfasst die Gestaltung der gesamten Prozesskette: von der Beratung in der Konzeptphase über die Fertigung der Prägewalze bis hin zum Abformen der Strukturen auf unserer Rolle-zu-Rolle-Anlage. Die Walzenzerspanung ist dabei nur ein Element unseres umfassenden Angebots an Prozessen, Maschinen und Komponenten für die Herstellung ultrapräziser mikro- und nanostrukturierter Bauteile. Modernste Maschinentechnik erlaubt es uns, optische Standard-Geometrien ebenso wie komplexe Prototypen herzustellen. Freiformflächen und Sonderlösungen können wir auf Walzen bis zu einer Länge von 1,2 Metern und mit mehr als einem halben Meter Durchmesser fertigen.

Unsere Leistungen im Überblick

• Fertigung von Prägewalzen bis 1,2m Länge und 0,5m Durchmesser als Formwerkzeuge für Kunststoffreplikation im Rolle-zu-Rolle Verfahren
• Fertigung von Strukturdetails von wenigen Mikrometern bis sub-µm Größe
• Fertigung von nicht rotationssymmetrischen Freiformflächen mittels Fast-Tool-Drehen
• Fertigung von abgeformtem Folienmaterial zur Erprobung der Machbarkeit