Motivation und Zielsetzung

Die Ultrapräzisions- und Mikrotechnologie gehört zu den Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts. Ob in der Medizintechnik, der Optik oder bei Konsumgütern des täglichen Lebens, Ultrapräzisions- und Mikrotechnologien kommen immer öfter zum Einsatz. Dank ihnen ist es möglich, Oberflächen von Bauteilen im Mikrobereich herzustellen, sie zu untersuchen und mit neuen Eigenschaften auszustatten. Die Ultrapräzisions- und Mikrotechnologien sind stark durch Skaleneffekte geprägt. Die physikalischen Effekte, die bei der Herstellung und Charakterisierung zum Tragen kommen, unterscheiden sich deutlich vom Makrobereich. So ist das Verhalten typischer Werkstoffe auf der Mikroskala inhomogen und anisotrop, elektrische und elektrostatische Effekte (z. B. van-der-Waals-Kräfte) sind bedeutend für das Fertigungsergebnis, messtechnisch sind Dimensionen zu erfassen, bei denen physikalische Effekte (z. B. Beugung) berücksichtigt werden müssen, die im Makrobereich nicht relevant sind. Diese Skaleneffekte müssen auch in Modellierung, Simulation und Visualisierung der Ergebnisse berücksichtigt werden und erfordern auch hier neue wissenschaftliche Vorgehensweisen.

Übergeordnetes Ziel und erwartetes Forschungsergebnis ist ein grundlegendes Verständnis der komplexen Skaleneffekte und Wechselwirkungen, durch die Herstellung und Charakterisierung auf der Mikroebene definiert werden. Dieses Verständnis wird es erlauben, Herstellprozesse zu beherrschen, die Bauteilqualität mit hoher Sicherheit zu prognostizieren und in der Folge völlig neue Anwendungen für die Ultrapräzisions- und Mikrotechnologie zu erschließen.

Forschungsansatz

Die geplanten Forschungsarbeiten werden in vier interdisziplinären Forschungsschwerpunkten durchgeführt, die miteinander vernetzt sind und die Kompetenzen aus Maschinenbau, Verfahrenstechnik, Physik und Informatik in einer gemeinsamen Forschungsprogrammatik zusammenführen.