Mikroprofilierung

Mikroprofilierung bezeichnet die Erzeugung oder Strukturierung von Oberflächenprofilen im Mikrometerbereich, um gezielte Merkmale oder Texturen zu schaffen. Ziel ist es, Eigenschaften wie Reibung, Verschleiß, Haftung, Kapillarität, optische Charakteristika oder Zellenreaktionen zu beeinflussen. Mikroprofile können regelmäßig geprägte Muster, Rillen oder Dünen sein, aber auch zufällige Mikrotexturen, je nach Anwendungsfall.

Zur Mikroprofilierung eingesetzte Techniken umfassen lithografische Verfahren (z. B. UV- oder Nanoimprinting), Laserbearbeitung (einschließlich Laserabtragung und -schmelzung), chemische oder elektrochemische Ätzung, Ionenstrahlbearbeitung, sowie mikrofräsen und andere mikrostrukturbildende Fertigungsverfahren. Auswahl und Parametrisierung hängen vom Werkstoff, der erforderlichen Auflösung und der gewünschten Textur ab.

Die Qualität der erzeugten Mikroprofile wird durch profilometrische Messungen bewertet. Methoden wie taktile oder optische Profilometrie, Rasterelektronenmikroskopie und, bei speziellen Anwendungen, Atomkraftmikroskopie kommen zum Einsatz. Typische Größenordnungen umfassen Mikrometer- bis Submikrometer-Punkte, mit Kennzahlen wie Sa, Sz oder anderen arealen Rauheitsparametern nach Normen wie ISO 25178.

Anwendungen finden sich in verschiedenen Bereichen. In der Tribologie dient Mikroprofilierung der Verringerung von Verschleiß und Reibung oder der gezielten Schmierung. In der Optik und Photonik können Mikrostrukturen das Licht management oder die Farbgebung beeinflussen. Im Biomedizinbereich werden Oberflächenmuster genutzt, um Zelladhäsion oder osseointegration zu steuern. In der Mikrofluidik ermöglichen Texturen Strömungseigenschaften in Kanälen.

Herausforderungen umfassen Kosten, Reproduzierbarkeit, Schadensvermeidung an empfindlichen Substraten sowie die Integration in Serienfertigung und Qualitätskontrollen.