Entwurfsrichtlinien für Ingenieure

Erkunden Sie drei innovative Prozesse: Elektroforming mit Überwuchs, Dickresist und Oberflächenreplikation. Perfekt für hochpräzise Reproduktionen gewährleisten unsere Methoden eine überragende Kantendefinition und enge Toleranzen.

Elektroforming-Entwurfsrichtlinie: Verfügbar Prozesse

Bei Veco bieten wir 3 Arten von Elektroforming an: Plattierungsdefiniertes Elektroforming, Fotodefiniertes Elektroforming und Oberflächenreplikation mit Elektroforming.

(1) Plattierungsdefiniertes Elektroforming: die Überwachsungsmethodeowth method

Dabei wird ein dünnes Fotolackmuster verwendet, um Teile des leitenden Substrats abzuschirmen. Auf die leitende Oberfläche wird eine lichtempfindliche Beschichtung aufgebracht. Durch ein fotolithografisches Verfahren wird ein Muster in die Beschichtung eingebracht, wodurch leitende und nichtleitende Bereiche entstehen. Das Metall wächst über den Fotolack, und die Dicke des Produkts (T) übersteigt die Dicke des Fotolacks (TR), daher wird das Verfahren auch als Überwachsen bezeichnet.

(2) Fotodefiniertes Elektroforming: die Dicklackmethode

In einigen Fällen ist es erwünscht, die Dicklackmethode anzuwenden. Dabei wird ein dickes Fotolackmuster während des fotodefinierten Wachstums verwendet, so dass die Dicke des Produkts (T) die Dicke des Fotolacks (TR) nicht überschreitet.

Aspektverhältnisse (TR/ WR) bis zu 1 können im Allgemeinen problemlos erreicht werden. Die genauen Grenzen hängen von der Größe und Geometrie der Produkte ab.

(3) Oberflächenreplikation mit Elektroforming

Elektroforming ermöglicht eine äußerst präzise Vervielfältigung des Dorns. Die hohe Auflösung des leitfähigen, strukturierten Substrats ermöglicht feinere Geometrien, engere Toleranzen und eine hervorragende Kantenschärfe.

Dies führt zu einer perfekten Prozesskontrolle, einer hochwertigen Produktion und einer sehr hohen Wiederholgenauigkeit.

Elektroforming eignet sich daher hervorragend für die hochpräzise Oberflächenvervielfältigung zu niedrigen Kosten und in hohen Stückzahlen.

surface replication with Electroforming

Elektroforming-Entwurfsrichtlinie: Materialeigenschaften

Materialeigenschaften

Typische Materialien, die wir für das Elektroforming anbieten, sind Nickel und Kupfer. Wir haben eine Vielzahl von Nickelsorten mit unterschiedlichen Materialeigenschaften im Angebot

  • Veco84
  • Sulfamate
  • Meta
  • Hr-Ni
  • PdNi (biokompatibel)

auswahl der materialien

PropertyTypeComparison Stainless steel²
Veco84SulfamateMetaHR-NiPdNiSS 316LSS 304
Tensile strength R𝗆 [MPa]2200-2300550-5701060-10801670-16901750-1950680-710680-710
Yield strength Rp 0,2[MPa]1900-2100390-405760-7851100-11301700-1750290-330290-330
Elasticity E [GPa]
130-13580-9580-9590-12595-110130-155130-155
Elongation at failure [%]4-713-206-72-80-250-5565-75
Hardness HV [N/mm²]³620-660185-200330-340460-470520-530175-185180-200
Saturation magnetization M₅ [μA m² mg⁻¹]⁴ 52-5652-5652-5652-56n.a. (paramagnetic)  
Chemical Purity [wt%Ni]⁵99,599,999,999,9alloy  
Nickel Leaching [mg/L]⁶0,056 +/- 0,0080,072 +/- 0,0140,053 +/- 0,0360,075 +/- 0,0280,025 +/- 0,0160,000 +/- 0,0000,000 +/- 0,000
Gloss typeHighSemiHighHighHigh  
Gloss [%]55% @ 20°2% @ 60°42% @ 60°56% @ 20°59% @ 20°  
Surface Roughness Rₐ [μm]0.030.30.020.040.03  
Surface Roughness Sₐ [μm]0.030.20.030.060.05  
HV ≥ 95% + Rₘ ≥ 95%⁷120 °C160 °C200 °C200 °C200 °C  
Bulk resistivity ρ [x10⁻⁷ Ω.m]⁸1.3 ± 0.10.8 ± 0.10.9 ± 0.11.0 ± 0.12.9 ± 0.1  

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1 Tensile strength, yield strength, elasticity and elongation at failure are measured in flat tensile tests on ASTM D638 type 4 samples (thickness 75-100 µm) according to ISO 6892-1:2016 with an initial gauge length of 25 mm.

2 Stainless steel samples SS316L and SS304 are added as reference, but note that identical stainless steel types can be ordered with varying tensile properties; the measured values do not reflect the maximum capability of stainless steel 316L and 304.

3 The Vickers hardness as measured on polished cross sections with a force of 0.981 N (100p).

4 Measured at 32 °C with a vibrating-sample magnetometer.

5 Ni purity with respect to the elements Ag, Al, As, Ca, Cd, Ce, Co, Er, Eu, Ga, Gd, Ge, Hg, Ho, La, Mg, Mo, Nb, Pb, S, Si, Sn, Sr, Ti, Tm, U, Y, Zn, Zr. Based on qualitative and quantitative trace level analyses with inductively coupled plasma emission spectrometry after material dissolution in HNO3 with a final Ni concentration of ca. 1 g/L and a final HNO3 concentration of ca. 10-14 v%.

6 The Ni leaching in the standardized testing procedure for sugar sieves, i.e. leaching from 1.00 dm2 sample surface area in 170 mL DIN10531 artificial tap water at 70 °C during 24 h. All materials fulfilled the requirement of <0.14 mg Ni leaching per kg test fluid as determined for food contact applications by the European Directorate for the Quality of Medicines & HealthCare (Technical guide on metals and alloys used in food contact materials, 1st edition September 2013).

7 Temperature at which the material can be kept for 1 h while maintaining HV≥95% and Rm≥95%. Thermal treatments were done in air with instantaneous heating and cooling.

8 Measured with a four-point probe under a current of 1.000 A and at ca. 35 °C.

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