Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schnelles und umweltschonendes Laserstrukturieren von Werkzeugen zur Folienherstellung

28.06.2017

Kosteneffizienz und hohe Produktivität ohne dabei die Umwelt zu belasten: Im EU-Projekt »PoLaRoll« entwickelt das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen gemeinsam mit dem Oberhausener Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheit- und Energietechnik UMSICHT und sechs Industriepartnern ein Modul zur direkten Laser-Mikrostrukturierung in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Ziel ist es, mit Hilfe dieses Systems eine siebartige Metallfolie als Demonstrator zu fertigen, die zum Sonnenschutz von Glasfassaden verwendet wird: Durch ihre besondere Geometrie wird die Sonneneinstrahlung reduziert, woraus sich ein verminderter Energieaufwand für Kühlung und Belüftung ergibt.

Das Fraunhofer IPT ist im Projekt »PoLaRoll« für die Prozessentwicklung der Laserstrukturierung sowie für die Mess- und Systemtechnik zuständig. Von den Industriepartnern werden zudem zwei grundlegende Komponenten weiterentwickelt, um sie für den Prozess nutzbar zu machen:


Laserstrukturierung von Metallfolie

© Photo Fraunhofer IPT

Ein Femtosekundenlaser mit einer hohen Ausgangsleistung und einer extrem hohen Pulswiederholrate sowie ein innovatives, duales Polygon-Scanner-System, das eine schnelle und genaue Strahlablenkung gewährleisten soll. Das Fraunhofer UMSICHT entwickelt für das System einen neuen, chromatfreien und umweltschonenden Lack, der durch ein UV-Lithographie-Verfahren ausgehärtet wird. Anschließend können die Metallfolien auf beiden Seiten gleichzeitig mit dem Laser strukturiert werden.

Um eine möglichst präzise Strukturierung und einen maximalen Fertigungsdurchsatz zu sichern, entwickelt das Fraunhofer IPT für den Polygon-Scanner ein Inline-Messsystem. Damit lässt sich der Lackabtrag mit dem Ultrakurzpulslaser messen und Bearbeitungsfehler am Material sowie Form und Position der Mikrostrukturen können in Echtzeit erfasst werden.

Darüber hinaus entwickelt das Fraunhofer IPT eine systemtechnische Lösung, mit der sich Laserquelle und Polygon-Scanner-System schnell synchronisieren lassen, wodurch der Strahlengang beispielsweise geteilt und in beide Richtungen bewegt werden kann.

Zum Abschluss des Projekts soll das neue Modul mit seinem Ultrakurzpulslaser und dem Polygon-Scanner-System in eine Rolle-zu-Rolle-Prozesskette integriert werden und führt damit neue interdisziplinäre Entwicklungen aus Industrie und Forschung zusammen. Diese werden schließlich in ein schnelllaufendes Strukturierungsverfahren mit gepulster Laserstrahlung integriert, um eine effiziente und umweltschonende industrielle Massenfertigung zu ermöglichen

Rolle-zu-Rolle-Verfahren eignen sich zur schnellen und kostengünstigen Herstellung elektronischer Bauteile und haben sich in der Elektrotechnik, Mikroproduktion und Solartechnik längst etabliert. Während konventionelle und andere laserbasierte Fertigungsverfahren bereits erfolgreich in die Rolle-zu-Rolle-Fertigung eingebunden werden konnten, erwies sich die Integration von direkten Strukturierungsverfahren mit Pulslasern bislang als wenig erfolgreich.

Defizite stellen dabei bislang die zu geringe Wiederholfrequenz und Pulsenergie der Laserstrahlung sowie die unzureichende Geschwindigkeit und Genauigkeit bei der Strahlablenkung dar. Diese Mängel sollen im Rahmen des »PoLaRoll«-Projekts behoben werden.

Förderhinweis – Das Projekt wird unter dem Förderkennzeichen 723805 von Oktober 2016 bis September 2019 im Rahmen des Förderprogramms »Horizont 2020« der Europäischen Union mit einem Betrag von 3.5 Millionen Euro gefördert. Die Gesamtkosten betragen rund 4.4 Millionen Euro.

Beteiligte Forschungseinrichtungen:

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, Aachen
Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT, Oberhausen

Beteiligte Industriepartner:

Amplitude Systèmes, Frankreich
D’Appolonia S.P.A., Italien
Laser Engineering Applications SA, Belgien
LUNOVU Integrated Laser Solutions GmbH, Deutschland
Micrometal GmbH, Deutschland, Deutschland
Next Scan Technology, Belgien

Weitere Informationen:

https://www.ipt.fraunhofer.de/de/presse/Pressemitteilungen/20170626_schnelles-un...

Susanne Krause | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Sprühtrocknung: Wirkstoffe passgenau verkapseln
01.09.2017 | Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB

nachricht Smarte Sensoren steuern Industrieprozesse von morgen
31.08.2017 | Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Höher - schneller - weiter: Der Faktor Mensch in der Luftfahrt

20.09.2017 | Veranstaltungen

Wälder unter Druck: Internationale Tagung zur Rolle von Wäldern in der Landschaft an der Uni Halle

20.09.2017 | Veranstaltungen

7000 Teilnehmer erwartet: 69. Urologen-Kongress startet heute in Dresden

20.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Drohnen sehen auch im Dunkeln

20.09.2017 | Informationstechnologie

Pfeilgiftfrösche machen auf „Kommando“ Brutpflege für fremde Kaulquappen

20.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Frühwarnsystem für gefährliche Gase: TUHH-Forscher erreichen Meilenstein

20.09.2017 | Energie und Elektrotechnik