Einsatz und Fertigung bei spröden Materialien beherrschen

Bearbeitungsverfahren, Glasformgebung

Wir sind Spezialisten für Gläser, Keramiken und Halbleitermaterialien. Unsere Kernkompetenzen sind bruchmechanische Analysemethoden und Fertigungsverfahren mit den Schwerpunkten Glas-Heißformen, Ultrapräzisionsbearbeitung, Fügetechniken und spezielle Trenn- und Sägeverfahren. Besondere Arbeitsschwerpunkte sind Randverbund-Techniken für Vakuumisolierverglasungen, schädigungsarme und konturgenaue Bearbeitungsverfahren für Präzisionskomponenten sowie Trennverfahren für Verbundglasscheiben. Mit den Ergebnissen unserer Arbeiten liefern wir Lösungen für neue  Prozesse und Produkte als auch fundierte Bewertungen zur Wirtschaftlichkeit und Umsetzbarkeit in die industrielle Anwendung.
 
Auf dieser Seite:

Leistungen

Themen

Fraunhofer-Preis 2008

Leistungen

Prozessentwicklungen: Trennen und Biegen von Flachglas, Heißformgebungsverfahren, Drahtsägen von Silizium, Randverbundtechniken für Vakuumisoliergläser

Ultra-Präzisionsbearbeitung von Formwerkzeugen

Prozessanalysen in der Solarzellenherstellung zur Bruchvermeidung und Erhöhung der Gutausbeute

Schädigungsarmes Trennen von Silizium

Schadensanalysen Glas, Silizium

Unterstützung der Prozess- und Bewertungsverfahren durch Simulation

Themen

 

Glas: Trennen, Biegen, Fügen


Durch das von uns entwickelte Laser-induzierte Spannungstrennverfahren für Flachglas entsteht eine glatte, nahezu defektfreie Bruchkante im Gegensatz zu herkömmlichen Trennverfahren, bei denen Mikrorisse in der Bruchkante entstehen (Joseph-von-Fraunhofer-Preis 2008). Mit dem von uns neu entwickelten Biegeverfahren für Flachglas lassen sich Scheiben wesentlich schneller, kostengünstiger und exakter in unterschiedlichen Geometrien formen...

 

Präzisionsbearbeitung für Formwerkzeuge


Die bei der Heißformgebung von Glas auftretenden Prozesstemperaturen von 500 °C bis 700 °C und die optischen Qualitätsanforderungen stellen an das Formenmaterial extrem hohe Anforderungen. Als geeignete Materialien kommen nur wenige, meist einkristalline oder amorphe Materialien in Frage - beispielsweise einkristallines Silizium, das jedoch hohe Anforderungen an die...

 

Optimierung von Prozessschritten in der Solarzellentechnolgie


Solarzellen haben einen Multischichtaufbau aus unterschiedlichen Materialien. Aufgrund unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten von Silizium und Schichtmaterialien kommt es zu einer dauerhaften Verwölbung der Solarzelle. Die Produktionspraxis zeigt jedoch: Solarzellen mit Verwölbungen ab etwa 2 mm können in den Produktionsmaschinen nicht mehr prozessiert werden. Um die Ausbeute zu...

 

Schädigungsarmes Trennen von Silizium (Drahtsägen)


Beim Drahtsägen von Siliziummaterial für Solarzellen-Wafer geht ein beträchtlicher Teil des mit hohem Energieeinsatz gereinigten und kristallisierten Siliziums in Form von nicht recycelbarem Siliziumstaub verloren. Ein zentrales Forschungsthema ist daher die Reduzierung der Spaltbreiten beim Sägen und die Erforschung der Grundlagen des Materialabtrags im Einzelsägespalt-Prozess. Die Arbeiten beinhalten experimentelle...

 

Biegen von Flachglas

 

Seitdem Smartphones weit verbreitet sind, hat der Werkstoff Glas an Popularität und Verbreitung in neuen Produkten zugenommen. Neue Herstellverfahren und Anforderungen von Designern und Anwendern haben dazu geführt, dass speziell geformte Glasteile immer häufiger den Weg in die Anwendung finden. Aufwand und Kosten für die Herstellung dreidimensional geformter Glasteile hängen stark von der Geometrie...

 

Trennen von Glas, Flachglas, VSG, Hohlglas

 

Im Gegensatz zu herkömmlichen Trennverfahren, bei denen Mikrorisse in der Bruchkante entstehen, lässt sich Glas auch nahezu defektfrei trennen. Dazu werden gezielt eingebrachte thermische Spannungen im Glas genutzt. Zur Erzeugung von lokalen Spannungsfeldern, mit denen ein Trennriss konturgenau durch das Glas geführt wird, wird typischerweise Laserlicht...

 

Innovative Bedienoberflächen durch lokales Glas-Heißprägen

 

Die Formgebung von Glas wird maßgeblich von dessen temperaturabhängigen viskoelastischen Verhalten bestimmt. Für die zu erreichenden Endkonturen muss neben dem Relaxationsverhalten von Glas auch die Ausbildung von Eigenspannungen...

 

Schadensanalysen an sprödbrechenden Werkstoffen

 

Das Fraunhofer IWM hat auf Grundlage jahrelanger Erfahrung mit Schadensfällen Konzepte für die Charakterisierung und Analyse von Schäden an sprödbrechenden Werkstoffen wie Glas und Silizium entwickelt. Diese Konzepte wurden vielfach an Glasbauteilen für den Einsatz im Automobil und in der Architektur sowie an Solarmodulen...

 

Fügen von Glas – metallische Lötverbindungen

 

Zur Erzielung einer mechanisch stabilen Lötverbindung muss Glas am Rand umlaufend mit einer lötfähigen Schicht versehen sein. Diese muss eine hohe thermomechanische Beständigkeit aufweisen, aber auch an der Oberfläche gut durch das flüssige Metalllot benetzt werden. Gleichzeitig darf keine Diffusion des flüssigen Metalllots durch die Schicht...

 

Publikationen zum Thema Bearbeitungsverfahren, Glasformgebung


Beiträge in Zeitschriften, Büchern und auf Konferenzen sowie Dissertationen und Projektberichte...

Fraunhofer-Preis 2008

Dr. Rainer Kübler vom Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM wird für die Entwicklung eines neuartigen Trennverfahren für Glas mit dem Joseph-von-Fraunhofer-Preis ausgezeichnet.