Form-Gedächtnis Mikroventile für Fluid-Systeme

Abstract:
Dieser Beitrag beschreibt die Entwicklung von Mikroventilen und darauf aufbauender mikrofluidischer Systeme auf Basis strukturierter Folien aus Formgedächtnislegierung (FGL). Dies beinhaltet im Detail die Auslegung, Konstruktion und Charakterisierung der Ventilkomponenten sowie deren Integration über Schnittstellen mit mikrofluidischen Systemen. Formgedächtnislegierungen eignen sich auf Grund ihrer hohen Leistungsdichte und des günstigen Skalierungsverhaltens ihrer Arbeitsdichte bei Verkleinerung der äußeren Abmessungen hervorragend zur Realisierung mikrofluidischer Anwendungen. Die Fertigung der FGL-Folien erfolgt stückzahlenabhängig durch Ätzen nasschemisch auf Waferebene, Lasern oder Stanzen. Die Herstellung der polymeren Ventilkomponenten erfolgt ebenfalls in Abhängigkeit der Stückzahlen mittels verschiedener Fertigungstechnologien wie Fräsen, Heißprägen oder unter besonderer Berücksichtigung der flexiblen kostengünstigen Fertigung durch Rapid Manufacturing wie beispielsweise durch Stereolithografie. Diese Variationsmöglichkeit der Fertigungstechnologien ermöglicht sowohl schnell auf geforderte Spezifikationen einzugehen als auch kostengünstig in flexiblen Stückzahlen zu produzieren.