Leibniz-Institut für Werkstofforientierte Technologien - IWT, Labor für Mikrozerspanung

Das Labor für Mikrozerspanung unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. h.c. Dr. h.c. Dr. h.c. B. Karpuschewski befaßt sich mit der Entwicklung und Applikation ultrapräziser Fertigungsverfahren für Produkte mit Formtoleranzen im Submikrometerbereich und Oberflächenrauheiten von wenigen Nanometern.

Das LFM steht, eingebettet im Competenz-Centrum "Ultrapräzise Oberflächenbearbeitung", einem großen Interessentenkreis aus Industrie und Hochschulen bei der wissenschaftlich - technischen Lösung ultrapräziser Fertigungsaufgaben zur Seite, um branchenübergreifend die Entwicklung innovativer Produkte zu ermöglichen. Eine umfassende Fertigungstechnologie, bestehend aus Diamantdrehen- und -fräsen, Präzisionsschleifen, Polieren und Ultraschallbearbeitung, wird durch ein reichhaltiges Dienstleistungsangebot ergänzt. So werden die Kooperationspartner des LFM in jedem Stadium der geschlossenen Wertschöpfungskette von der Konstruktion, Arbeitsvorbereitung, Fertigung, Vermessung bis zur Anwendung hochpräziser Bauteile unterstützt.

Durch ein eigens für die Ultrapräzisionsbearbeitung konzipiertes Gebäude (Gesamtnutzfläche 1200 m², klimatisierter Fertigungsbereich 300 m²), stehen den Mitarbeiten und Gastwissenschaftlern optimale Arbeitsbedingungen zur Verfügung. Neben zwei ultrapräzisen Dreh- und Fräsmaschinen vom Typ Moore M18 AG, einer ultrapräzisen 5-Achs Dreh-, Fräs- und Schleifmaschine vom Typ Moore Nanotech 500FG und einer Präzisionsdrehmschine der Firma Hembrug stehen im klimatisierten Fertigungsbereich des LFM hochgenaue Koordinatenmeßmaschinen (Ferranti Merlin MK2 und Moore M18 UCMM) sowie Geräte der optischen Meßtechnik zur Verfügung (z.B. Phaseninterferometer Mark IV des Herstellers Zygo Corp.).

Die Analyse nanoskaliger Strukturen wird mit Hilfe eines Rasterkraftmikroskops (Nanoscope III des Herstellers Digital Instruments) durchgeführt. Optische Elemente und mikrostrukturierte Oberflächen können mittels eines Weißlichtinterferometers (MicroXAM von Phase-Shift Technology) beurteilt werden.

Im LFM werden jährlich rund 100 F&E-Projekte auf dem Gebiet der Ultrapräzisionsbearbeitung durchgeführt. Die in über 20jähriger Entwicklungsarbeit gewonnenen Erfahrungen des LFM tragen in vielfältiger Weise zur Förderung der Nanotechnologie bei. Durch spezielle AFM-Applikationen ist es möglich, auch Potentialmessungen (EFM) zur Charakterisierung von Randzonenschädigungen (subsurface damage) durchzuführen. Darüber hinaus schaffen die Entwicklungsarbeiten und prototypischen Fertigungsprojekte des LFM neue Anwendungsgebiete für die Nanotechnologie. So liegen Erfahrungen zur Fertigung von Synchrotron- und Ionenstrahloptiken vor, die in Lithographieanlagen und Mikroskopen Einsatz finden. Auch dienen routinemäßig gefertigte Oberflächen mit Rauheiten von wenigen Nanometern als Substrate zum Aufbau von Nanostrukturen durch andere Technologien (z.B. für molekulare Architekturen). Gleichermaßen werden den Projektpartnern des LFM ultrapräzis gefertigte optische, mikrooptische und mikrostrukturierte Bauteile und Proben zur Verfügung gestellt.

Die Einbindung des Labor für Mikrozerspanung in das Netzwerk des Competenz-Centrums "Ultrapräzise Oberflächenbearbeitung" erleichtert die Erweiterung der eigenen Forschungsaktivitäten durch die neuen und intensivierten Kontakte zu Kooperationspartnern. Darüber hinaus liefert die Mitwirkung des LFM auf dem Gebiet der Ultrapräzisionsbearbeitung als Schlüsselfunktion für die Nanotechnologie wertvolle Impulse.