Verbundfestigkeit beim Mikro-Montagespritzgießen

Miniaturisierte Systeme durchdringen verstärkt viele Bereiche unseres täglichen Lebens. Dies erfordert neue Füge- und Montageverfahren für Mikrosystemtechnik. Da der Einsatz von Kunststoffen in diesem Bereich an Bedeutung gewinnt, wird ein Fügeverfahren für Verbindungen zwischen Kunststoffen und anderen Materialien der Mikrosystemtechnik benötigt. Ein mögliches Verfahren für diese Fügeaufgabe stellt das Mikro-Montagespritzgießen dar. In umfangreichen Versuchen wird unter Variation der Spritzgießparameter deren Einfluss auf die resultierende Verbundfestigkeit bestimmt. Dabei kommen neben verschiedenen thermoplastischen Kunststoffen auch unterschiedliche Einlegeteilmaterialien (Metall, Glas, Faserverbundkunststoff) zum Einsatz, die im Mikro-Montagespritzgießen umspritzt werden. Zur Auswertung wird die im Pull-Out-Test gemessene Maximalkraft des hybriden Verbundbauteils herangezogen. Zur Steigerung der Verbundfestigkeit wird die Oberflächenbeschaffenheit der Einlegeteile mittels Silanbeschichtung, Glasstrahlen und Plasmabehandlung verändert. Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass die Spritzgießparameter nur in einzelnen Fällen die Verbundfestigkeit beeinflussen. Ein grundsätzlicher Einfluss lässt sich nicht bestimmen. Vielmehr sind die Materialkombination und die Oberflächenbehandlung der Einlegeteile von Bedeutung. Hierbei führt insbesondere die Plasmabehandlung zu einer großen Steigerung der Verbundfestigkeit. Der Kunststoff POM zeigt beim Mikro-Montagespritzgießen in den meisten Fällen die besten Ergebnissen. Die erreichbaren Festigkeiten dieses Verfahren liegen in derselben Größenordnung wie solche, die bei Klebungen erreicht werden können.