VorlesenHochpräzise Inline-Messtechnik für Laserstrukturierungssysteme (MNT-scan4surf)
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Fördermaßnahme: Effiziente Produktionsausrüstungen für die Herstellung von Mikro- und Nanokomponenten (MNT ERA-Net)
Forschungsziel: Das Ziel des Projektes war die Entwicklung und Validierung einer hochpräzisen Inline-Oberflächentopographiemessung für laserstrukturierende Systeme mit gleichzeitiger Signalrückführungs- und Regelungstechnik, welche den Produktionsprozess effizient und ressourcenschonend gestaltet. Dabei wurde zur Bearbeitung und Messung der gleiche Strahlengang ausgenutzt und dabei ein Auflösungsvermögen von unter einem Mikrometer erreicht. Zur Evaluierung des weiterentwickelten Fertigungsprozesses wurden laserstrukturierte Formeinsätze für den Kunststoffspritzguss konstruiert und anschließend erfolgreich abgemustert.
Ansprechperson Projektkoordination
Ansprechperson bei PTKA
Dipl.-Ing. Stefan Scherr
+49 721 608-25286
stefan.scherr@kit.edu
Problemlage:
Das Strukturieren und Funktionalisieren von Oberflächen durch Aufbringen von Mikrostrukturen ist ein stark wachsender Markt. Diese Entwicklungen eröffnen die Möglichkeit, ein breites Spektrum von innovativen Produkten, z.B. Photovoltaik, mit nachhaltiger Auswirkung auf zukünftige wirtschaftliche und ökologische Herausforderungen zu erarbeiten. Obwohl die Leistungsfähigkeit dieser Technologie immer weiter vorangetrieben wird, wurde bisher keine Methodik in die Produktionsanlagen integriert, die es ermöglicht, das Strukturierungsergebnis während des Prozesses zu begutachten und den Prozess durch eine Datenrückführung zu regeln.
Zielsetzung:
Der Schlüssel, um die Effizienz zu steigern und dabei nicht an Genauigkeit der Laserstrukturierungssysteme einzubüßen, liegt in deren Ausrüstung mit hochpräziser Inline-Messtechnik. Deshalb war das zentrale Ziel dieses Projektes die Entwicklung und Integration eines neuen hochdynamischen Messsystems, das die Inline-Inspektion der Mikro- und Makrostruktur von Werkstückoberflächen direkt im Fertigungsprozess ermöglicht.
Vorgehensweise:
Im Rahmen des MNT-ERA.NET Netzwerkes wurde eine transnationale Kooperation zwischen europäischen Unternehmen und Forschungseinrichtungen ermöglicht, um innovative marktorientierte Produkte im Feld der Mikro- und Nanotechnologie zu entwickeln. Durch die Netzwerkbildung, besonders mit dem stark aufstrebenden osteuropäischen Wirtschaftsraum, wurde ein gezielter Wissenstransfer zwischen den Partnern erreicht, der sich positiv auf Forschung und Entwicklung, insbesondere in den Bereichen Fertigungstechnologie, Automotive und Photonik auswirkt. Durch das Forschungsvorhaben scan4surf wurden daher neue Märkte auf europäischer Ebene erschlossen und eine breite Marktrelevanz geschaffen.
Anwendungspotenzial:
Durch diese innovative Neuentwicklung und Erweiterung des Produktportfolios wird die Präsenz auf einem umkämpften Markt gesteigert. Darüber hinaus werden die einzelnen Teilergebnisse, wie etwa den optimierten Scanneraufbau, Software, Steuereinheit und Sensorik, als eigenständige Produkte weiterentwickelt und vermarktet. Insbesondere Anwender von hochpräzisen Laserstrukturierungssystemen, z.B. in den Bereichen Automotive, Werkzeug- und Formenbau, Energietechnik (Photovoltaik), profitieren von dieser Technologie, vor allem bedingt durch die verkürzten Fertigungszeiten und somit eine kosteneffiziente Produktion.
- Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
- ModuleWorks GmbH
- Precitec Optronik GmbH
- TecInvest Holding AG
- Werkzeugbau Siegfried Hofmann GmbH
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