Verfahrenstechnologie

Das Fraunhofer ISIT betreibt modernste Fertigungslinien zur Bearbeitung von Silizium mit einer Bearbeitungsgenauigkeit im Bereich von Nanometern. Diese präzisen Verfahren zur Strukturerzeugung konnten inzwischen erfolgreich auch auf andere Werkstoffe übertragen werden. Als besonders bedeutsam hat sich dabei die Formgebung an verschiedenen Gläsern erwiesen. Denn mit der Integration optischer Funktionen in die Welt der Mikrosysteme steht das Packaging von Komponenten und Systemen auf Waferebene (WLP) vor neuen Herausforderungen. Zukünftige Anwendungen, wie Augmented und Virtual Reality in leichten Brillen, erfordern die Entwicklung…

Kabelbäume gehören zu den wenigen Teilen, die vor allem in der Automobil- und in der Konsumgüterproduktion nach wie vor händisch hergestellt oder verarbeitet werden müssen. Durch den Lieferengpass bei Kabelbäumen könnte nun ein Verfahren attraktiv werden, das Forscher der Hochschule Karlsruhe entwickelt haben. Mit diesem Verfahren wird eine automatisierte Fertigung bzw. Montage von Kabelbäumen möglich, indem Industrieroboter zur Herstellung von Kabelbäumen flexibel und wirtschaftlich eingesetzt werden können. Bestand ein Kabelbaum früher aus wenigen Drähten, die eine Verbindung beispielsweise von der…

Innerhalb des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Gemeinschaftsprojektes „nextBatt“ (Förderkennzeichen: L1FHG42421) sollten ressourceneffiziente Produktionsprozesse für Batterieanoden der nächsten Generation entwickelt werden. Am Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP wurden dazu neue Materialkombinationen und eine effiziente Fertigungstechnologie erarbeitet. Das Institut stellt die jüngsten Forschungsergebnisse auf der Konferenz SVC 2022, vom 3. bis 5. Mai 2022, in Long Beach/USA, auf dem Stand Nr. 436 vor. Der Bedarf an Lithium-Ionen-Batterien (LIB) steigt rasant. Das Fraunhofer-Institut für System- und…

Glasgegenstände, die im Dunkeln nachleuchten, Glasbehälter, die sich aufheizen und abkühlen, oder gläserne Bedienknöpfe und -schalter, die Viren und Bakterien selbständig eliminieren – all dies scheint unserer Alltagserfahrung völlig zu widersprechen, was Glas kann. Und doch ist das inzwischen in greifbare Nähe gerückt. Um solche funktionalisierten und präzisionsgeformten Gläser zu erzeugen, haben Forschungsteams vom Fraunhofer IKTS in Dresden ihre Erfahrungen mit keramischen Verfahren auf die Glasfertigung übertragen. Durch die neuen Möglichkeiten der Formgebung können Gläser bei deutlich geringeren Temperaturen verarbeitet…

Zellen sind Meister im Selbstschutz. Ihre Membranen lassen die für sie lebensnotwendigen Stoffe hinein, sperren aber andere Substanzen aus – auch solche, mit denen etwa Krankheiten bekämpft werden könnten. Diese natürliche Barriere zu überwinden, ist ein zentrales Anliegen der Zellforschung. Wissenschaftler:innen der Jacobs University Bremen und der spanischen Universität Santiago de Compostela ist dies nun geglückt. Sie haben eine neue Methode entwickelt mit der Medikamente und Peptide in die Zelle transportiert werden können. Die Ergebnisse ihrer Forschung sind jetzt in…

… zur Entschärfung von Kampfmitteln im Meer. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) entwickelt gemeinsam mit Projektpartnern ein Verfahren, um Weltkriegsmunition unter Wasser mit dem Laser zu entschärfen. Das Ziel: das Ökosystem so wenig wie möglich in Mitleidenschaft ziehen und dabei Zeit und Kosten sparen. In der Nord- und Ostsee liegen schätzungsweise 1,6 Millionen Tonnen Kriegsmunition auf dem Meeresgrund. Dabei ist nicht nur die Gefahr unvorhergesehener Detonationen ein Problem. Durch das Wasser korrodiert die Stahlhülle der Kampfmittel mit der Zeit,…

Pappelholz für Biomethan und Torfersatzstoffe. Das Deutsche Biomasseforschungszentrum (DBFZ) entwickelt einen innovativen Prozess, der sowohl Biomethan aus nachhaltigem Energieholzanbau mit Pappeln als auch Torfersatzstoffe mit vielversprechenden Eigenschaften liefern kann. Nach ersten Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen könnte der Prozess kostendeckend sein. Als assoziierte Industriepartner sind die Vattenfall Energy Solutions GmbH (ESG) und der Substrathersteller Klasmann-Deilmann GmbH (KD) an dem vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft geförderten Projekt „PaplGas“ beteiligt. In das Folgeprojekt „PaplGas2“ ist zudem das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ als Verbundprojektpartner eingestiegen….

Forscher*innen der Universität Freiburg entwickeln neues Verfahren für die kontrollierte Abfrage und Aufzeichnung der Neuronen-Aktivität. System kombiniert Technologie aus der mehrkanaligen Optogenetik mit der Aufzeichnung von laminaren Strömungen im Gehirn. Das Forschungsteam schlägt alternatives Design für Silizium-Sonden vor und entwickelt Fasern mit einer Lambert‘schen Emissionsverteilung. Im Bereich der Optogenetik erforschen Wissenschaftler*innen die Aktivität von Nervenzellen im Gehirn mithilfe von Licht. Ein Team um Prof. Dr. Ilka Diester und Dr. David Eriksson vom Optophysiologie Labor der Universität Freiburg hat ein neues…

Für das Labor auf dem Chip: Forschern der Universität Leipzig ist es gelungen, winzige Flüssigkeitsmengen nach Belieben zu bewegen, indem sie Wasser über einem Metallfilm mit einem Laser ferngesteuert erhitzen. Die derart erzeugten Strömungen können genutzt werden, um winzige Objekte zu manipulieren und sogar einzufangen. Dies schafft neue, bahnbrechende Lösungen für die Nanotechnologie, die Manipulation von Flüssigkeiten in Systemen auf kleinstem Raum oder in der Diagnostik, indem es den Nachweis kleinster Stoffkonzentrationen mit neuartigen Sensorsystemen ermöglicht. Die Ergebnisse wurden nun…

In Oberflächen lassen sich jetzt im Handumdrehen Nano- und Mikrostrukturen per Laser einarbeiten. Die Technologie wird von der jungen Dresdner Firma Fusion Bionic entwickelt und vertrieben – einer Ausgründung aus dem Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS. Bei der Laserstrukturierung sind der Fantasie keine Grenzen gesetzt. Ihr Vorteil: Sie ist schnell und deutlich vielseitiger als Beschichtungen. Oberflächen von Produkten lassen sich durch viele verschiedene Effekte veredeln. Beim Lotuseffekt zum Beispiel sorgt eine Mikrostruktur dafür, dass Schmutz nicht anhaftet, sondern beim…

EucoLight, der europäische Verband der Sammel- und Recyclingorganisationen für Lampen und Leuchten aus Elektro- und Elektronik-Altgeräten (WEEE), hat zusammen mit dem Fraunhofer IZM erfolgreich eine Studie über die technische Machbarkeit der automatischen Erkennung von Lampentypen in den gesammelten Lampenabfallströmen für das Recycling durchgeführt. Die Studie konzentrierte sich auf die Technologiebewertung für die Trennung von gesammelten End-of-Life-Lampen (EoL), genauer auf die technischen Möglichkeiten für die Trennung von herkömmlichen Gasentladungslampen (GDL) und herkömmlichen Leuchtdiodenlampen (LED). Das Projekt bestand zunächst aus einer theoretischen…

Kunststoffmetallisierung … Im Rahmen eines Forschungsprojektes haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von INNOVENT zwei neue, verbesserte Verfahren für die Kunststoffmetallisierung entwickelt. Die plasmaunterstützten Prozesse ermöglichen eine haftfeste chemische Nickelabscheidung auf einer Vielzahl von Kunststoffen und Kompositwerkstoffen. Darüber hinaus sind auch Gläser oder Keramikoberflächen als Substratmaterialien geeignet. Auf eine chemische Vorbehandlung der Substrate, etwa durch Beizschritte, kann durch die Neuentwicklungen gänzlich verzichtet werden. Bedarf an neuen technischen Lösungen Die Metallisierung dielektrischer Oberflächen und dabei insbesondere Kunststoffen ist essenziell für eine Vielzahl von…

Additive Fertigung: BAM und TU Berlin-Wissenschaftler*innen haben ein neues Verfahren vorgestellt, das es ermöglicht, zuverlässig zwischen der Fließfähigkeit scheinbar ähnlicher Pulver zu unterscheiden, die sich jedoch in verschiedenen additiven Fertigungsverfahren sehr unterschiedlich verhalten. Durch die Definition eines Fließfähigkeitsindexes und dessen Korrelation mit dem Prozessverhalten kann die Dichte von Pulverbetten vor der Verarbeitung bewertet werden. Das hilft Materialwissenschaftlern und Verfahrenstechnikern, dichte, reproduzierbare und sichere Bauteile herzustellen. Bisher fehlte es an einer einheitlichen Definition der Fließfähigkeit von Pulvern. Dementsprechend kommen bislang eine…

Ausgründung erfolgreich: Wissenschaftler der Universität Stuttgart haben ein spezielles 3D-Verfahren entwickelt, mit dem komplexe Mikro-Optiken inklusive Blenden oder weitere Bauteile in einem Schritt gedruckt werden können. Ihr Wissen haben die Erfinder nun zum Aufbau einer Firma genutzt. Das Team um Dr. Simon Thiele und Nils Fahrbach kann optische Komponenten und Systeme im Submillimeterbereich nicht nur entwerfen und optimieren, sondern auch fertigen. Diese neuen Optiken werden bereits in zahlreichen Branchen wie der Medizintechnik, Messtechnik und Halbleiterindustrie, aber auch in Forschungseinrichtungen und…

Die Laser in heutigen Laserdruckern für Papierausdrucke sind winzig klein. Bei 3-D-Laserdruckern, die dreidimensionale Mikro- und Nanostrukturen drucken, sind dagegen bisher große und kostspielige Lasersysteme notwendig. Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und an der Universität Heidelberg nutzen nun stattdessen ein anderes Verfahren. Die Zwei-Stufen-Absorption funktioniert mit winzig kleinen blauen Laserdioden, die kostengünstig sind. Dadurch ist es möglich, mit weitaus kleineren Druckern zu arbeiten. Über ihre Arbeit berichten die Forschenden in der Zeitschrift Nature Photonics. (DOI: 10.1038/s41566-021-00906-8) Die Laser…

Forschungsprojekt PHYSICS FOR FOOD testet innovative physikalische Verfahren zur Wasseraufbereitung beim Praxispartner Cosun Beet Company (CBC) Anklam. Nur rund drei Prozent des weltweit verfügbaren Wassers ist trinkbares Süßwasser. Die in den letzten Jahren verstärkt auftretenden Extremwetterereignisse wie Hitze und Dürren machen auch hierzulande klar, wie wertvoll diese Ressource ist. Gleichzeitig werden große Mengen an Wasser benötigt, um Lebensmittel herzustellen. Innovative physikalische Verfahren könnten durch Wasseraufbereitung und Wasserrückführung helfen, den Frischwasserbedarf in der Lebensmittelverarbeitung zu senken. Durch die Beseitigung von Partikeln…