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Fertigungslösungen für keramische Komponenten in der Mikrofluidik
Präzise Mikrofluidik-Komponenten wirtschaftlich realisieren

Ein Gastbeitrag von Stefan Nitzsche und Carl Stelzig* 4 min Lesedauer

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Für Medizintechnik-Unternehmen eröffnen keramische Werkstoffe und präzise Laser- technologien neue Horizonte in der Mikrofluidik: bessere chemische und thermische Beständigkeit, höhere mechanische Festigkeit und hohe Präzision bei wirtschaftlicher Serienfertigung. Erfahren Sie, wie sich keramische Mikrofluidik-Lösungen in nur wenigen Produktionsschritten effizient und nachhaltig umsetzen lassen.

Bauteil aus Aluminiumoxidkeramik mit 20 mm Durchmesser, links vor und rechts nach der Lasermikrostrukturierung(Bild:  Cera System Verschleißschutz GmbH)
Bauteil aus Aluminiumoxidkeramik mit 20 mm Durchmesser, links vor und rechts nach der Lasermikrostrukturierung
(Bild: Cera System Verschleißschutz GmbH)

Für die Herstellung mikrofluidischer Systeme werden je nach Verwendungszweck verschiedene Werkstoffe eingesetzt. Mikrofluidische Systeme aus Kunststoffen, die oft per Spritzguss hergestellt werden, weisen zwar eine hohe Gestaltungsfreiheit auf, sind jedoch hinsichtlich ihrer thermischen und chemischen Belastbarkeit limitiert. Systeme aus Glas entstehen v. a. aus Glasplatten durch selektive Ätzprozesse mit Flusssäure. Ähnlich werden siliziumbasierte Komponenten aus Silizium-Wafern durch aufwendige fotolithografische Verfahren hergestellt. Diese Prozesse erfordern zumeist giftige Chemikalien und sind kostenintensiv. Zudem sind die resultierenden Bauteile nur eingeschränkt belastbar und weisen oft unzureichende Wärmeleitfähigkeit sowie geringe Widerstandsfähigkeit gegen Druck und organische Lösungsmittel auf.

Keramik als leistungsfähige Alternative

Vor diesem Hintergrund rücken keramische Werkstoffe zunehmend ins Zentrum der Mikrofluidik-Fertigung. Im Vergleich zu bestehenden Materialien überzeugen Keramiken durch eine deutlich höhere thermische Stabilität, exzellente chemische Resistenz sowie eine mechanische Festigkeit, die auch hohen Mediendrücken problemlos standhält. Darüber hinaus verfügen Keramiken über eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit, die eine präzise Steuerung mikrofluidischer Prozesse optimal unterstützt.